JP2001165975A - アンテナ測定装置及びアンテナ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面走査近傍界測定装置では被測定アンテナ
をＺ軸方向に摺動し、異なる位置で測定を行わねばなら
ず、摺動の際に設置アライメントの誤差を生じる可能性
があるという課題があった。 【解決手段】 被測定アンテナと、この被測定アンテナ
に対向した位置に設けられ、開口部の大きさ及び／若し
くは形状が異なる複数のプローブと、複数のプローブが
受信した各電磁波から被測定アンテナの振幅分布を求
め、この振幅分布から被測定アンテナの位相分布を算出
し、振幅分布及び位相分布から被測定アンテナの放射特
性を求める演算処理手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高周波数帯に共振
周波数を有するアンテナの放射特性を測定するアンテナ
測定装置及びアンテナ測定方法に係り、特に被測定アン
テナやプローブを高精度に位置決めする装置を必要とせ
ず、振幅分布のみの測定から被測定アンテナの放射特性
を得ることができるアンテナ測定装置及びアンテナ測定
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アンテナの放射特性などを測定する方法
を大きく分けると遠方界測定法と、近距離からの測定と
して近傍界測定法とがある。これらを簡単に説明する
と、遠方界測定法は被測定アンテナを回転させながら十
分に遠方に設置された対向アンテナとの間の伝達電力を
測定し、この時の回転角度と伝達電力との関係から被測
定アンテナの指向性などの放射特性を測定するものであ
る。この測定に必要なアンテナ間の距離は、通常、アン
テナの開口端と中心部との位相差がπ／８以下となるよ
うに下記の式の関係に従って設定される。 Ｒ≧２（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）² ／λ Ｒはアンテナ間の距離、Ｄ₁ 、Ｄ₂ は送受信アンテナの
最大開口寸法である。

【０００３】しかしながら、上記遠方界測定にてサブミ
リ波などの高周波数に共振周波数を有するアンテナの放
射特性を測定しようとする場合では、その使用波長が短
いために上記式から測定に必要なアンテナ間距離Ｒが、
非常に大きくなってしまう。このため、十分なダイナミ
ックレンジが確保できないという問題がある。

【０００４】これに対して、近傍界測定方法はアンテナ
の放射近傍界領域において電磁界の振幅及び位相を測定
し、これらに厳密な電磁界理論に基づいた演算を施して
アンテナの放射特性を得るものであり、上記遠方界測定
と比較して大きなアンテナ間距離を必要としない。具体
的には、被測定アンテナとプローブとの距離が近いため
に周囲で反射した電磁波による影響を除くために電波暗
室内で測定を行い、被測定アンテナの開口近傍における
電界（若しくは磁界）の振幅分布、位相分布を測定して
開口分布を求め、この開口分布に厳密な電磁界理論に基
づいた演算を施してアンテナの放射特性を得るものであ
る。

【０００５】しかしながら、近傍界測定では、被測定ア
ンテナの位相分布を測定するために被測定アンテナとプ
ローブとの位置を高精度に決定する必要がある。さら
に、被測定アンテナがサブミリ波などの高周波数帯に共
振周波数を有する場合には、この位置精度に非常に敏感
であり、測定器の誤差、ケーブルの温度変化、及び被測
定アンテナやプローブの設置アライメント誤差などか
ら、その位相分布を測定することが非常に困難であっ
た。

【０００６】この近傍界測定における問題を解決する手
段としてフェーズリトリーバル法がある。これは被測定
アンテナを異なる２測定点に交互に置き、異なる２測定
点における被測定アンテナの振幅分布を測定し、この振
幅分布から位相分布を推定するものである。被測定アン
テナの振幅分布は、プローブで被測定アンテナから送信
された電磁波の伝達電力の測定から求められ、位相分布
測定と比較して被測定アンテナとプローブとの位置を高
精度に決定する必要がない。

【０００７】図６は、例えばO.M.Bucci et.al.“Far-Fi
eld Pattern Determination from Near-Field Amplitud
e on Two Surfaces”,IEEE Trans.on Antennas and pro
pagation Vol.38,No.11,Nov.1990に示された従来のフェ
ーズリトリーバル法を使用するアンテナ測定装置の概略
的な構成を示す図である。図において、１００は被測定
アンテナ、１０２は被測定アンテナ１００から送信され
た電磁波を検出するプローブで、１０３はプローブ１０
２をＸ軸方向やＹ軸方向に摺動させるＸＹスキャナであ
る。１０４ａはプローブ１０２で検出した電磁波から被
測定アンテナ１００の振幅分布などを求める受信器、１
０５は受信器１０４ａが求めた振幅分布などからフェー
ズリトリーバル法に沿って被測定アンテナ１００の放射
特性を演算する演算処理器、１０６は被測定アンテナ１
００の回転台、１０７はＺ軸方向に被測定アンテナ１０
０を進退自在に摺動させるＺ軸レール、１１２は被測定
アンテナ１００の送信器である。図７はフェーズリトリ
ーバル法による被測定アンテナ１００の位相分布の算出
過程を示すフロー図である。

【０００８】次に動作について説明する。ＸＹスキャナ
１０３を摺動させるか若しくは被測定アンテナ１００を
Ｚ軸レール１０７上で移動させて、被測定アンテナ１０
０の任意の位置（ｚ＝Ｒ１）を測定面とする。このあ
と、送信器１１２により被測定アンテナ１００がプロー
ブ１０２に向けて電磁波を放射する。この被測定アンテ
ナ１００から放射された電磁波を、ＸＹスキャナ１０３
で位置決めしたプローブ１０２で検出する。受信器１０
４ａはプローブ１０２で検出した電磁波からｚ＝Ｒ１に
おける振幅分布を求める。次に、ＸＹスキャナ１０３を
さらに摺動させるか若しくは被測定アンテナ１００をＺ
軸レール１０７上で移動させて、被測定アンテナ１００
の上記以外の位置（ｚ＝Ｒ２）を測定面とする。このあ
と、上記と同様にしてｚ＝Ｒ２における振幅分布を求め
る。

【０００９】次に、上記のようにして求めた被測定アン
テナ１００の振幅分布（ｚ＝Ｒ１，Ｒ２）を用いて、演
算処理器１０５にて図７に示すフェーズリトリーバル法
による処理を行い、被測定アンテナ１００の位相分布を
算出する。また、図６に示すｘｙｚ座標系は、被測定ア
ンテナ１００の開口上に電磁波の放射される方向をｚ軸
とし、開口部の中央を原点と定義する。先ず、ｚ＝Ｒ１
における被測定アンテナ１００の振幅分布、及び位相分
布の初期値として適当な値を処理対象として設定する
（ステップＳＴ１００）。

【００１０】次に処理対象とする測定点をｚ＝Ｒ１から
ｚ＝Ｒ２にフィールド変換し、上記ステップＳＴ１００
において設定したｚ＝Ｒ１における振幅分布を、ｚ＝Ｒ
２における振幅分布とし、これと上記位相分布の初期値
とから、ｚ＝Ｒ２における位相分布を算出する（ステッ
プＳＴ１０１，ステップＳＴ１０２）。

【００１１】上記ステップＳＴ１０２においてｚ＝Ｒ２
にフィールド変換された振幅分布を、ｚ＝Ｒ２において
測定された振幅分布と置き換える（ステップＳＴ１０
３，ステップＳＴ１０４）。

【００１２】次に処理対象とする測定面をｚ＝Ｒ２から
ｚ＝Ｒ１にフィールド変換し、ステップＳＴ１０３で求
めたｚ＝Ｒ２における振幅分布を、ｚ＝Ｒ１における振
幅分布とし、これとステップＳＴ１０２で求めたｚ＝Ｒ
２における位相分布とから、ｚ＝Ｒ１における被測定ア
ンテナ１００の位相分布を算出する（ステップＳＴ１０
４，ステップＳＴ１０６）。

【００１３】上記ステップＳＴ１０６においてｚ＝Ｒ１
にフィールド変換された振幅分布を、ｚ＝Ｒ１において
測定された振幅分布と置き換える（ステップＳＴ１０
７，ステップＳＴ１０８）。

【００１４】次に、再び処理対象とする測定面をｚ＝Ｒ
１からｚ＝Ｒ２にフィールド変換し、上記ステップＳＴ
１０８でのｚ＝Ｒ１における振幅分布を、測定点Ｒ２に
おける振幅分布とし、これとステップＳＴ１０６で算出
したｚ＝Ｒ１における位相分布とから、ｚ＝Ｒ２におけ
る被測定アンテナ１００の位相分布を算出する（ステッ
プＳＴ１０９）。

【００１５】ステップＳＴ１１０において、ステップＳ
Ｔ１０９で求めたｚ＝Ｒ２における振幅分布と、上記実
際に測定して求めたｚ＝Ｒ２における振幅分布とを比較
して、その差が十分に小さくなり収束した場合には処理
を終了し、それ以外の場合にはステップＳＴ１０２に戻
って上記ステップを繰り返し行う。上記のように実測値
との差が最小に収束したときのｚ＝Ｒ１，Ｒ２における
被測定アンテナ１００の振幅分布から推定される位相分
布が、このフェーズリトリーバル法における解である。

【００１６】なお、任意の測定面における被測定アンテ
ナ１００の電界の振幅分布及び位相分布が求められる
と、これらに電磁界理論に基づく演算を施して、他の任
意の位置にフィールド変換することが可能である。これ
により、上記のようにして推定された被測定アンテナ１
００の位相分布並びに振幅分布を用いて、被測定アンテ
ナ１００の開口分布、及び放射パターンなどの諸特性を
算出することができる。

【００１７】また、上記ではプローブ１０２をＸ軸方向
若しくはＹ軸方向に走査して、被測定アンテナ１００の
測定を行う例を示したが、例えばプローブ１０２をＸ軸
方向に摺動自在とし、被測定アンテナ１００をｘ軸に平
行な軸まわりに回転自在な回転台上に設置して、円筒走
査してもよい。さらに、ｘ軸、ｙ軸まわりに回転自在の
回転台上に被測定アンテナ１００を設置して球面走査し
てもよい。

【００１８】一方、近傍界測定において、プローブには
開口径を十分に小さくして、極力無指向性に近い受信用
アンテナを用いるが、実際には若干の指向性を有する。
この場合、プローブの指向性を考慮した補正を行って被
測定アンテナの放射特性を求める。図８は、例えばA.G.
Pepjar et.al.“Accurate Determination of PlanarNea
r-Field Correction Parameters for Linearly Polariz
ed Probes”,IEEE Trans.on Antennas and propagation
Vol.36,No.6,Nov.1988 に示された従来のプローブの指
向性補正を行う近傍界測定を説明する説明図である。な
お、図６と同一構成要素には同一符号を付して重複する
説明を省略する。図８におけるアンテナ装置は図７と同
様のフェーズリトリーバル法によって被測定アンテナ１
００の放射特性を求め、これにプローブの指向性補正を
行うものである。

【００１９】次にプローブの指向性補正について説明す
る。図８に示すようにプローブ１０２は指向特性を有し
ており、このプローブ１０２を用いて測定される被測定
アンテナ１００の電磁波の受信レベルは、上記指向特性
による誤差を含んでいる。この誤差の補正は指向特性に
よる誤差を含んだプローブ１０２の受信レベルと既知の
プローブ１０２のフーリエスペクトルを用いて行う。

【００２０】先ず、プローブ１０２の開口面を含む平面
をスキャン平面とし、被測定アンテナ１００の開口の中
心からスキャン平面を貫く直線の交点を原点とするＸＹ
座標系を定義する。また、スキャン平面上におけるプロ
ーブ１０２の開口部の中心位置を測定点Ｐとし、上記と
同様にして被測定アンテナ１００から放射された電磁波
を検出する。ここで、測定点Ｐにおける受信レベルｂ’
（Ｐ）は下記式のように表される。

【数１】 但し、Ａ₁ はアンテナの入力係数、ＫはＸＹ平面内での
波数ベクトル、ｔ（Ｋ）は被測定アンテナ１００のフー
リエスペクトルで、ｒ’（Ｋ）はプローブ１０２の既存
のフーリエスペクトルである。γはＺ軸方向を含めた波
数ベクトルをｋ＝ｋ_x ｅ_x ＋ｋ_y ｅ_y ＋ｋ_z ｅ_z とした
ときに、γ² ＝ｋ² −Ｋ² で表される量である。ｄは被
測定アンテナ１００とプローブ１０２との間の距離を示
す。また、Ｐは測定点Ｐのベクトルを表す。

【００２１】上記式（１）から分かるようにプローブ１
０２を用いて受信される受信レベルｂ’（Ｐ）にはプロ
ーブ１０２自体のフーリエスペクトルｒ’（Ｋ）の特性
を含んでおり、これがプローブ１０２の誤差となる。そ
こで、このプローブ１０２自体のフーリエスペクトル
ｒ’（Ｋ）を除く過程について説明する。

【００２２】先ず、式（１）をフーリエ逆変換すると、
プローブ１０２の指向性による誤差を含んだ測定値のフ
ーリエスペクトルＤ’（Ｋ）を下記式のように求めるこ
とができる。

【数２】 ここで、ｔ（Ｋ）及びｒ’（Ｋ）は次のように主偏波成
分と交差偏波成分とに分けられるので、 ｔ（Ｋ）＝ｔ_m （Ｋ）e_m ＋ｔ_c （Ｋ）ｅ_c ｒ’（Ｋ）＝ｒ’_m （Ｋ）ｅ_m ＋ｒ’_c （Ｋ）ｅ_c ・・・（３） と表せる。ここで、添え字のｍは主偏波成分、ｃは交差
偏波成分を表す。上記測定において被測定アンテナ１０
０及びプローブ１０２の交差偏波成分が十分に低い場合
には、 ｔ_m （Ｋ）＝Ｄ’（Ｋ）／ｒ’_m （Ｋ） ・・・（４） となり、このｔ_m （Ｋ）がプローブ１０２の指向性が補
正された被測定アンテナ１００のフーリエスペクトルで
ある。なお、プローブ１０２のスペクトルは測定値、計
算値のいずれにおいても補正することができる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ測定装
置及びアンテナ測定方法は以上のように構成されている
ので、例えば平面走査近傍界測定装置では被測定アンテ
ナをｚ軸方向に摺動し、異なる位置の測定面で測定を行
わねばならず、摺動の際に設置アライメントの誤差を生
じる可能性があるという課題があった。

【００２４】また、ｚ軸摺動自在なアンテナ測定装置と
しなければならないために、高精度に位置決めが可能な
Ｚ軸レールなどの大掛かりな装置が必要であり、装置の
製作にコストがかかるという課題があった。

【００２５】さらに、円筒走査近傍界測定装置、球面走
査近傍界測定装置の場合、プローブをそれぞれ走査の中
心軸、中心点から動径方向に移動する必要があり、上記
平面走査近傍界測定装置よりも高精度に位置決めするこ
とが可能な移動装置が必要であり、装置の製作にコスト
がよりかかるという課題があった。

【００２６】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、簡易に構成でき、サブミリ波など
の高周波数帯に共振周波数を有するアンテナの測定を行
うことが可能なアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法
を得ることを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
測定装置は、被測定アンテナと、この被測定アンテナに
対向した位置に設けられ、被測定アンテナから放射され
た電磁波を受信する開口部の大きさ及び／若しくは形状
が異なる複数のプローブと、この複数のプローブが受信
した電磁波から振幅分布を求め、この振幅分布から被測
定アンテナの位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布
から被測定アンテナの放射特性を求める演算処理手段と
を備えるものである。

【００２８】この発明に係るアンテナ測定装置は、被測
定アンテナと、この被測定アンテナに対向した位置に設
けられ、被測定アンテナから放射された電磁波を受信
し、被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向
の長さが異なる開口部を有するプローブと、このプロー
ブを回転自在に保持し、プローブの被測定アンテナに対
して水平な方向と垂直な方向とを交互に切り換えるプロ
ーブ回転手段と、プローブが各方向で受信した電磁波か
ら振幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナの
位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定ア
ンテナの放射特性を求める演算処理手段とを備えるもの
である。

【００２９】この発明に係るアンテナ測定装置は、プロ
ーブを被測定アンテナに対して水平及び／若しくは垂直
な方向に摺動自在に保持する摺動手段を備えるものであ
る。

【００３０】この発明に係るアンテナ測定装置は、プロ
ーブに対して水平及び／若しくは垂直な方向の軸まわり
に回転自在に、被測定アンテナを保持する回転手段を備
えるものである。

【００３１】この発明に係るアンテナ測定方法は、被測
定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、開口部の大きさ及び／若しくは形状が異
なる複数のプローブが、被測定アンテナから放射される
電磁波を一括して受信し、この複数のプローブが受信し
た電磁波から振幅分布を求める振幅分布測定ステップ
と、振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、
この演算用データから複数のプローブが有する指向性に
起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求め、
この演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナの測
定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この振幅
分布を複数のプローブが受信した電磁波から求めた各振
幅分布と順次置き換えて、複数のプローブの各演算用デ
ータ補正値を求める補正変換ステップと、この補正変換
ステップにより求めた複数のプローブの各演算用データ
補正値を比較し、これらが略一致するとき、その演算用
データ補正値に基づいて被測定アンテナの振幅分布及び
位相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ステップ
を繰り返す比較演算ステップとを備えるものである。

【００３２】この発明に係るアンテナ測定方法は、被測
定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、被測定アンテナに対して水平な方向及び
垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブが、
被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向で被
測定アンテナから放射される電磁波を受信し、この各方
向のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求める振
幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布とから演算
用データを算出し、この演算用データから各方向のプロ
ーブが有する指向性に起因する要素を取り除いて演算用
データ補正値を求め、この演算用データ補正値に基づい
て被測定アンテナの測定面における振幅分布及び位相分
布を算出し、この振幅分布を各方向のプローブが受信し
た電磁波から求めた各振幅分布と順次置き換えて、各方
向のプローブの演算用データ補正値を求める補正変換ス
テップと、この補正変換ステップにより求めた各方向の
プローブの演算用データ補正値を比較し、これらが略一
致するとき、その演算用データ補正値に基づいて被測定
アンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しない
とき、補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップと
を備えるものである。

【００３３】この発明に係るアンテナ測定方法は、初期
値設定ステップで設定する被測定アンテナの位相分布の
初期値は、被測定アンテナの形状に基づいて算出される
計算値を用いるものである。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１における
アンテナ測定装置を概略的に示す図である。図におい
て、１は被測定アンテナ、２ａは第１プローブ（プロー
ブ）、２ｂは第１プローブ２ａより開口径が大きい第２
プローブ（プローブ）で、これら第１プローブ２ａ及び
第２プローブ２ｂはｘ軸に沿って並列に配置される。３
は第１プローブ２ａ及び第２プローブ２ｂをｘ軸方向及
びｙ軸方向に摺動させるｘｙスキャナ（摺動手段）であ
る。４ａは第１プローブ２ａ及び第２プローブ２ｂで検
出した被測定アンテナ１の電磁波を２チャンネル受信可
能な送受信器を示す。５は送受信器４ａから入力される
被測定アンテナ１に関わるデータを演算処理する演算処
理器（演算処理手段）である。１２は被測定アンテナ１
に接続され、電磁波送信を行う送信器である。また、図
２はこの発明の実施の形態１によるアンテナ測定装置を
使用したアンテナ測定方法の位相推定アルゴリズムを示
すフロー図である。

【００３５】次に動作について説明する。図示を省略し
たがプローブ２ａ，２ｂの各開口面を含む平面をスキャ
ン平面とし、被測定アンテナ１の開口の中心からスキャ
ン平面を貫く直線の交点を原点とするｘｙｚ座標系と定
義する。ｘｙスキャナ３をｘ軸方向に沿って摺動させ
て、被測定アンテナ１より放射された電磁波を、プロー
ブ２ａ，２ｂで同時に受信すると、プローブ２ａはその
開口部の中心位置Ｐ_n （測定点Ｐ_n ）における信号を受
信し、プローブ２ｂは既にプローブ２ａが測定した測定
点Ｐ_n-1 （Ｐ_n とＰｎ−１とはｘ軸方向に並んだ点でｘ
座標値がＰ_n-1 ＜Ｐ_n である）における信号を受信す
る。次に、ｘｙスキャナ３をｘ軸方向に沿って摺動させ
て、プローブ２ｂの開口部の中心位置が既にプローブ２
ａが測定した点Ｐ_n に達したときに信号を受信し、プロ
ーブ２ａは次の測定点で信号を受信する。このようなス
テップをふんで被測定アンテナ１からの電磁波を受信す
る。これにより、最終的に得られるプローブ２ａ，２ｂ
による振幅分布は、同じ間隔で同じ測定点におけるデー
タを有していることとなる。

【００３６】上記のようにして測定された２つのプロー
ブ２ａ，２ｂから得られた振幅分布を用いて、図２に示
すフローに沿って、演算処理器５により以下に述べるア
ルゴリズムで被測定アンテナ１の開口上での位相分布を
求める。先ず、演算処理器５内の不図示のメモリに、あ
る測定点Ｐ（このときの、被測定アンテナ１の測定面を
ｚ＝Ｚ１とする）において一様である位相分布Ｐ０
（Ｐ）を初期値として設定する（初期値設定ステッ
プ）。次に、例えば第１プローブ２ａで検出した電磁波
から被測定アンテナ１の振幅分布Ａ１（Ｐ）を求める
（振幅分布測定ステップ）。ここまでの操作が図２にお
けるステップＳＴ１に相当する。

【００３７】次に、ステップＳＴ２において、上記振幅
分布Ａ１（Ｐ）及び位相分布Ｐ０（Ｐ）に基づいて、被
測定アンテナ１の放射特性を表すスペクトルを算出する
（Ｐは測定点Ｐのベクトルを表す）。ここでは、平面走
査であるので、上記振幅分布Ａ１（Ｐ）及び位相分布Ｐ
０（Ｐ）に対してフーリエ変換（図示ではＦＦＴ）を行
うことができる。これにより、被測定アンテナ１の放射
特性を表すスペクトルＤ１（Ｋ）（演算用データ）は、
下記式のように求められる。

【数３】 但し、Ａ₁ は第１プローブ２ａのアンテナの入力係数、
ＫはＸＹ平面内での波数ベクトル、γはＺ軸方向を含め
た波数ベクトルをｋ＝ｋ_x ｅ_x ＋ｋ_y ｅ_y ＋ｋ_zｅ_z と
したときに、γ² ＝ｋ² −Ｋ² で表される量である。ｄ
は被測定アンテナ１と第１プローブ２ａとの間の距離を
示す。ここまでの操作が図２におけるステップＳＴ２及
びステップＳＴ３に相当し、これらが振幅分布測定ステ
ップとなる。

【００３８】第１プローブ２ａ自体の放射特性を表すス
ペクトルｒ１（Ｋ）は既知の値であり、これを用いて第
１プローブ２ａの指向性に起因する要素を取り除く補正
を行う。ここで、ｒ１（Ｋ）は複素数であり、被測定ア
ンテナ１と第１プローブ２ａの交差偏波成分が十分に小
さいと仮定して、第１プローブ２ａの指向性に起因する
要素を取り除く補正を行った被測定アンテナ１の放射特
性を表すスペクトルＤ１’（Ｋ）（演算用データ補正
値）は下記式のように表される。 Ｄ１’（Ｋ）＝Ｄ１（Ｋ）／ｒ１（Ｋ） ・・・（６） ここまでの操作が図２のステップＳＴ４からステップＳ
Ｔ６に相当する。

【００３９】ステップＳＴ６で求めた被測定アンテナ１
のスペクトルＤ１’（Ｋ）に再びフーリエ変換を行っ
て、測定面ｚ＝Ｚ１における被測定アンテナ１の電界分
布を算出する（ステップＳＴ７）。この実施の形態１で
はプローブ２ａ，２ｂは平面走査であるので、上記電界
分布の振幅分布をＡ１’（Ｐ）、位相分布をＰ１（Ｐ）
とすると、電界分布は下記式のように表せる（ステップ
ＳＴ８）。

【数４】

【００４０】次に第２プローブ２ｂで測定した電磁波か
ら求めた被測定アンテナ１の振幅分布Ａ２（Ｐ）を、演
算処理器５内の不図示のメモリから読み出して（ステッ
プＳＴ９）、この電界分布における振幅分布Ａ１’
（Ｐ）と置き換える（ステップＳＴ１０）。振幅分布を
置き換えた電界分布（振幅分布及び位相分布）を再びフ
ーリエ変換（ステップＳＴ１１）することにより、下記
式で表される第２プローブ２ｂで観測されたデータのス
ペクトルＤ２（Ｋ）が得られる（ステップＳＴ１２）。

【数５】 ここで、Ａ₂ は第２プローブ２ｂのアンテナの入力係数
を示す。

【００４１】第１プローブ２ａと同様に、第２プローブ
２ｂも指向性を有するので、これによるスペクトルをｒ
２（Ｋ）とし、これを用いて第１プローブ２ａの指向性
に起因する要素を取り除く補正を行う。ここで、ｒ２
（Ｋ）は複素数であり、被測定アンテナ１と第２プロー
ブ２ｂの交差偏波成分が十分に小さいと仮定して、第２
プローブ２ｂの指向性に起因する要素を取り除く補正を
行った被測定アンテナ１の放射特性を表すスペクトルＤ
２’（Ｋ）（演算用データ補正値）は下記式のように表
される。 Ｄ２’（Ｋ）＝Ｄ２（Ｋ）／ｒ２（Ｋ） ・・・（９） ここまでの操作が図２のステップＳＴ１３からステップ
ＳＴ１５に相当し、ステップＳＴ４からステップＳＴ１
５までが補正変換ステップとなる。

【００４２】このあと、ステップＳＴ６で求めたＤ１’
（Ｋ）とステップＳＴ１５で求めたＤ２’（Ｋ）とを比
較する（ステップＳＴ１７）。この比較操作は、例えば
下記式で表されるＤ１’（Ｋ）とＤ２’（Ｋ）との差ε
を用いて行う。 ε＝｜Ｄ２’（Ｋ）−Ｄ１’（Ｋ）｜² ・・・（１０） 具体的にはＤ１’（Ｋ）の振幅分布とＤ２’（Ｋ）の振
幅分布とを比較するので、これらをフーリエ変換（図示
ではＦＦＴ）して振幅分布及び位相分布を求める（ステ
ップＳＴ１６）。２つのスペクトルＤ１’（Ｋ），Ｄ
２’（Ｋ）は同じ間隔で同じ測定点におけるデータを有
している振幅分布から求めた被測定アンテナ１のスペク
トルであるので、これらの差であるεは本来ならば零で
あるはずだが、プローブ２ａ，２ｂの形状の違いに由来
する因子（プローブ２ａ，２ｂの指向性など）から、当
初はＤ１’（Ｋ）とＤ２’（Ｋ）とは等しくならない。
そこで、εが十分に小さい値を示せさず、これらの差が
大きい場合は、ステップＳＴ１９に進んで上記ステップ
ＳＴ２からの操作を繰り返してプローブ２ａ，２ｂの形
状の違いに由来する因子を取り除く。具体的な操作は後
述する。また、εが十分に小さい値に収束したものとし
てステップＳＴ１８に進み、Ｄ１’（Ｋ）（＝Ｄ２’
（Ｋ））をフーリエ変換して被測定アンテナ１の任意の
位置における振幅分布及び位相分布が得られる。

【００４３】εが収束しなかった場合に進むステップＳ
Ｔ１９では、ステップＳＴ１５で求めたＤ２’（Ｋ）を
用いて被測定アンテナ１の測定面（ｚ＝Ｚ１）での電界
分布（振幅分布及び位相分布）を求める。このとき、振
幅分布をＡ２’（Ｐ）、位相分布をＰ２（Ｐ）とする
と、電界分布は平面走査の場合は下記式で表される。

【数６】

【００４４】次に第１プローブ２ａで測定した電磁波か
ら求めた被測定アンテナ１の振幅分布Ａ１（Ｐ）を、演
算処理器５内の不図示のメモリから読み出して（ステッ
プＳＴ２０）、この電界分布における振幅分布Ａ２’
（Ｐ）と置き換える（ステップＳＴ２１）。このように
して被測定アンテナ１の測定面（ｚ＝Ｚ１）における振
幅分布Ａ１（Ｐ）、位相分布Ｐ２（Ｐ）を求め、この
後、再びステップＳＴ２からの操作をステップＳＴ１７
におけるεが収束するまで繰り返す。以上のステップＳ
Ｔ１６からステップＳＴ２１までが比較演算ステップに
相当する。

【００４５】なお、ある面での振幅・位相分布が得られ
た場合には、それらの分布を用いて任意の位置、例えば
開口分布にフィールド変換可能なことは言うまでもな
い。また、収束時の各ステップで得られている位相分布
は各状態での正しく推定された位相分布であることも言
うまでもない。

【００４６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、被測定アンテナ１と、この被測定アンテナ１に対向
した位置に設けられ、被測定アンテナ１から放射された
電磁波を受信する開口径が異なる第１プローブ２ａ及び
第２プローブ２ｂと、これらプローブ２ａ，２ｂが受信
した電磁波から振幅分布を求め、この振幅分布から被測
定アンテナ１の位相分布を算出し、振幅分布及び位相分
布から被測定アンテナ１の放射特性を求めるので、被測
定アンテナ１を動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる。また、アライメント精度も被測定アンテ
ナ１を移動しないため、被測定アンテナ１がサブミリ波
などの高周波数帯に共振周波数を有する場合においても
高精度な測定が可能である。さらに、同時に２つの測定
値が得られることから、従来のように２回測定を行う必
要がなく、測定時間を短縮することができる。

【００４７】また、この実施の形態１によれば、被測定
アンテナ１の位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、開口径が異なるプローブ２ａ，２ｂが、
被測定アンテナ１から放射される電磁波を一括して受信
し、プローブ２ａ，２ｂが受信した電磁波から振幅分布
を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布
とから演算用データとして被測定アンテナ１の放射特性
を表すスペクトルを算出し、このスペクトルからプロー
ブ２ａ，２ｂが有する指向性に起因する要素を取り除い
て演算用データ補正値として補正スペクトルを求め、こ
の補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ１の測定面
における振幅分布及び位相分布を算出し、この振幅分布
をプローブ２ａ，２ｂが受信した電磁波から求めた各振
幅分布と順次置き換えて、プローブ２ａ，２ｂの各補正
スペクトルを求める補正変換ステップと、この補正変換
ステップにより求めたプローブ２ａ，２ｂの各補正スペ
クトルを比較し、これらが略一致するとき、その補正ス
ペクトルに基づいて被測定アンテナ１の振幅分布及び位
相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ステップを
繰り返す比較演算ステップとを備えた方法で測定を行う
ので、プローブ２ａ，２ｂの指向特性に起因する誤差を
補正しながらフェーズリトリーバル法に則って被測定ア
ンテナ１の振幅分布及び位相分布を求めることができる
ことから、被測定アンテナ１の放射特性をより高精度に
測定することができる。

【００４８】さらに、実施の形態１においては、平面走
査であるので、フィールド変換は平面波展開となるため
フーリエ変換を用いることができ、高速に計算すること
ができる。

【００４９】なお、上記実施の形態１において、プロー
ブ２ａ，２ｂの指向性に起因する要素を取り除く補正を
行う際に、被測定アンテナ１とプローブ２ａ，２ｂとの
交差偏波成分が十分に小さいことを前提として演算して
いるので、使用するプローブ２ａ，２ｂとしては、矩形
開口を有するホーンまたは導波管の切れ端といった、低
交差偏波を実現するものが望ましい。また、従来例との
比較上プローブという言葉を用いるが、プローブに相当
するものとして測定波長に比べて数波長から数十波長の
大きさの開口を有するホーンを用いてもよい。また、上
記実施の形態１では２つのプローブ２ａ，２ｂで測定す
る例を示したが、本願発明はこれに限らず、３つ以上の
開口部の形状と大きさとが異なるプローブを使用しても
よい。これにより、同時に３つ以上の測定値が得られる
ので、さらに測定時間を短縮することができる。

【００５０】さらに、上記実施の形態１では開口径の異
なる２つのプローブ２ａ，２ｂを用いたが、低交差偏波
を実現することができるものならば、開口部の形状が異
なるプローブや開口部の形状と大きさとが異なるプロー
ブを使用してもよい。

【００５１】実施の形態２．上記実施の形態１ではプロ
ーブ２ａ，２ｂ及び被測定アンテナ１を固定して測定す
る例を示したが、この実施の形態２はプローブ２ａ，２
ｂをスキャン平面上で平面走査し、被測定アンテナ１を
回転させて様々な測定面における振幅分布を求めること
ができるようにしたものである。

【００５２】図３はこの発明の実施の形態２によるアン
テナ測定装置を概略的に示す図である。図において、Ａ
は１軸回転台６ａの回転軸、６ａは被測定アンテナ１を
Ａ軸まわりに回転させる１軸回転台（回転手段）で、９
はプローブ２ａ，２ｂをｘ軸方向に摺動させるｘ軸方向
駆動スキャナ（摺動手段）である。また、スキャン平面
におけるｘｙｚ座標系の定義は図１と同一である。な
お、図１と同一構成要素は同一符号を付して重複する説
明を省略する。

【００５３】次に動作について説明する。被測定アンテ
ナ１をＡ軸まわりに回転させ、被測定アンテナ１の各回
転角度に対してプローブ２ａ，２ｂをｘ軸上で移動させ
て走査することで、被測定アンテナ１の動径方向ρ＝Ｚ
１の円筒面上での振幅分布を測定することができる。こ
れを上記実施の形態１における被測定アンテナ１の測定
面として、プローブ２ａ，２ｂにより得られた各振幅分
布を用いて、上記実施の形態１と同様に位相分布を算出
する。なお、図２において、スペクトルを求める際の変
換には円筒座標系表示となる。

【００５４】図４はこの発明の実施の形態２によるアン
テナ測定装置の他の例を概略的に示す図である。図にお
いて、Ａは被測定アンテナ１の測定面を含む平面にＸＹ
座標をおくと、２軸回転台１０のＸ軸に平行な回転軸で
あり、Ｂは２軸回転台１０のＹ軸に平行な回転軸であ
る。１０は被測定アンテナ１をＡ軸及びＢ軸まわりに回
転させる２軸回転台（回転手段）である。また、スキャ
ン平面におけるｘｙｚ座標系の定義は図１と同一であ
る。なお、図１と同一構成要素は同一符号を付して重複
する説明を省略する。

【００５５】次に動作について説明する。被測定アンテ
ナ１をそれぞれＡ，Ｂ軸まわりに回転させて、被測定ア
ンテナ１の各回転角度に対してプローブ２ａ，２ｂにて
測定することで、２軸回転台１０の回転中心を原点とし
た球面上での振幅分布を測定することができる。これを
上記実施の形態１における被測定アンテナ１の測定面と
して、プローブ２ａ，２ｂにより得られた各振幅分布を
用いて、上記実施の形態１と同様に位相分布を算出す
る。なお、図２において、スペクトルを求める際の変換
には球座標系表示となる。

【００５６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、上記実施の形態１の構成に加えて、開口径が異なる
プローブ２ａ，２ｂを、被測定アンテナ１に対して水平
及び／若しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動手
段であるｘ軸方向駆動スキャナ９、プローブ２ａ，２ｂ
に対して水平及び／若しくは垂直な方向の軸まわりに回
転自在に、被測定アンテナ１を保持する回転手段である
１軸回転台６ａや２軸回転台１０を備えたので、被測定
アンテナ１の測定範囲を広げることができることから、
例えば被測定アンテナ１の背面の電界分布も測定するこ
とが可能な円筒走査や球面走査を行うことができる。ま
た、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる。

【００５７】実施の形態３．上記実施の形態１及び実施
の形態２では、開口部の大きさ及び／若しくは形状が異
なる複数のプローブを用いる例を示したが、この実施の
形態３は被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な
方向の長さが異なる開口部を有するプローブを用いるも
のである。

【００５８】図５はこの発明の実施の形態３によるアン
テナ測定装置を示す図であり、（ａ）は概略的な構成
図、（ｂ）はプローブ周辺部を示す拡大図である。図に
おいて、２ｃは縦横の長さが異なる矩形開口のプローブ
（プローブ）であり、辺の長さをそれぞれａ，ｂとす
る。４ｂはプローブ２ｃで検出した被測定アンテナ１の
電磁波を１チャンネル受信可能な送受信器を示す。８は
プローブ２ｃを開口部の中心を通る軸まわりに回転させ
るプローブ偏波回転装置（プローブ回転手段）である。
また、図示を省略したがプローブ２ｃの開口面を含む平
面をスキャン平面とし、被測定アンテナ１の開口の中心
からスキャン平面を貫く直線の交点を原点とするｘｙｚ
座標系を定義する。スキャン平面上におけるプローブ２
ｃの各開口部の中心位置を測定点Ｐとし、被測定アンテ
ナ１の測定面をｚ＝Ｚ１とする。なお、図１と同一構成
要素については同一符号を付して重複する説明を省略す
る。

【００５９】次に動作について説明する。縦横の長さの
異なるプローブを用いた場合、例えば図５（ａ）に示す
座標系において、プローブの受信偏波がｘ軸方向とする
と、長さｂの辺をｘ軸に平行にして測定した測定値と、
長さａの辺をｘ軸に平行にして測定した場合には異なる
測定結果が得られる。よって、図５（ｂ）に示すように
長さｂの辺をｘ軸に平行にして測定を行い、プローブ偏
波回転装置８を用いて９０度回転させて、長さａの辺を
ｘ軸に平行にして測定を行った２つの測定値を用いて上
記実施の形態１と同様にして位相分布の推定を行う。ま
た、プローブ２ｃの補正は上記各方向におけるプローブ
２ｃの放射特性を表すスペクトルなどを使って行う。こ
のように実施の形態３では、開口部の縦横の長さが異な
るプローブを回転させて縦横を変換して測定することに
より、被測定アンテナの移動を省略し、さらにフェーズ
リトリーバル法に基づいた解析を行うので振幅分布測定
のみから被測定アンテナの放射特性を推定できることを
特徴とする。なお、励振偏波の方向はプローブ２ｃの回
転による変化はしないものとする。

【００６０】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、被測定アンテナ１と、この被測定アンテナ１に対向
した位置に設けられ、被測定アンテナ１から放射された
電磁波を受信する被測定アンテナ１に対して水平な方向
及び垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブ
２ｃと、このプローブ２ｃが各方向で受信した電磁波か
ら振幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナ１
の位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定
アンテナ１の放射特性を求めるので、従来のように被測
定アンテナ１を動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる。また、アライメント精度も被測定アンテ
ナ１を移動しないため、被測定アンテナ１がサブミリ波
などの高周波数帯に共振周波数を有する場合においても
高精度な測定が可能である。

【００６１】また、この実施の形態３によれば、被測定
アンテナ１の位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、被測定アンテナ１に対して水平な方向及
び垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブ２
ｃが、被測定アンテナ１から放射される電磁波を各方向
で受信し、プローブ２ｃが受信した各電磁波から振幅分
布を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分
布とから演算用データとして被測定アンテナ１の放射特
性を表すスペクトルを算出し、このスペクトルから各方
向のプローブ２ｃが有する指向性に起因する要素を取り
除いて演算用データ補正値として補正スペクトルを求
め、この補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ１の
測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この振
幅分布を各方向のプローブ２ｃが受信した電磁波から求
めた各振幅分布と順次置き換えて、各方向のプローブ２
ｃの各補正スペクトルを求める補正変換ステップと、こ
の補正変換ステップにより求めた各方向のプローブ２ｃ
の各補正スペクトルを比較し、これらが略一致すると
き、その補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ１の
振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないとき、補正
変換ステップを繰り返す比較演算ステップとを備えたア
ンテナ測定方法で測定を行うので、プローブ２ａ，２ｂ
の指向特性に起因する誤差を補正しながらフェーズリト
リーバル法に則って被測定アンテナ１の振幅分布及び位
相分布を求めることができることから、被測定アンテナ
１の放射特性をより高精度に測定することができる。

【００６２】さらに、上記実施の形態３では、プローブ
２ｃとして縦横の長さが異なる矩形開口部を有するもの
を示したが、矩形に限らず楕円形状など縦横の長さが異
なるものならばよい。

【００６３】また、上記実施の形態３の構成に加えて、
プローブ２ｃを被測定アンテナ１に対して水平及び／若
しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動手段や、プ
ローブ２ｃに対して水平及び／若しくは垂直な方向の軸
まわりに回転自在に、被測定アンテナ１を保持する回転
手段を設けることで、被測定アンテナ１の背面の電界分
布も測定することが可能な円筒走査や球面走査を行うこ
とができる。また、これら円筒走査近傍界測定及び球面
走査近傍界測定に高価で大掛かりな移動装置を使うこと
がなく、測定装置のコストを低減することができる。

【００６４】上記実施の形態３では、上記実施の形態
１，２に比べると、同時に２つの測定値を取得できない
ため測定時間の短縮の効果は得られないが、送受信器４
ｂが通常の１チャネルの送受信器であるので実施の形態
１，２に比べて低コストで測定を行うことができる。

【００６５】なお、上記実施の形態１から実施の形態３
で示した本発明の位相分布推定のアルゴリズムは、その
根底の理論が最適法に基づくものであり初期値に依存す
る。上記実施の形態１から実施の形態３では、その推定
アルゴリズムにおいて位相分布の初期値を測定点Ｐにお
いて一様である位相分布としているが、これに代わって
被測定アンテナの形状に基づいて算出される計算値を用
いる。これにより、局所解に陥ることを防ぐことがで
き、収束が早くなるという効果を有する。また、位相分
布の初期値が真の値から大きくずれることがなく、推定
アルゴリズムの信頼性を向上させることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被測
定アンテナと、この被測定アンテナに対向した位置に設
けられ、被測定アンテナから放射された電磁波を受信す
る開口部の大きさ及び／若しくは形状が異なる複数のプ
ローブと、この複数のプローブが受信した電磁波から振
幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナの位相
分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定アンテ
ナの放射特性を求める演算処理手段とを備えるので、被
測定アンテナを動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる効果がある。また、アライメント精度も被
測定アンテナを移動しないため、被測定アンテナがサブ
ミリ波などの高周波数帯に共振周波数を有する場合にお
いても高精度な測定が可能である。さらに、複数のプロ
ーブで同時に複数の測定値が得られることから、従来の
ように複数回測定を行う必要がなく、測定時間を短縮す
ることができる効果がある。

【００６７】この発明によれば、被測定アンテナと、こ
の被測定アンテナに対向した位置に設けられ、被測定ア
ンテナから放射された電磁波を受信し、被測定アンテナ
に対して水平な方向及び垂直な方向の長さが異なる開口
部を有するプローブと、このプローブを回転自在に保持
し、プローブの被測定アンテナに対して水平な方向と垂
直な方向とを交互に切り換えるプローブ回転手段と、プ
ローブが各方向で受信した電磁波から振幅分布を求め、
この振幅分布から被測定アンテナの位相分布を算出し、
振幅分布及び位相分布から被測定アンテナの放射特性を
求める演算処理手段とを備えるので、被測定アンテナを
動かすことなくその位相分布を推定することができ、従
来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛かりな装置を必
要としないことから、装置の製作コストを低減できる効
果がある。また、被測定アンテナがサブミリ波などの高
周波数帯に共振周波数を有する場合においてもアライメ
ント精度も被測定アンテナを移動しないため、高精度な
測定が可能である。

【００６８】この発明によれば、プローブを被測定アン
テナに対して水平及び／若しくは垂直な方向に摺動自在
に保持する摺動手段を備えるので、被測定アンテナの測
定範囲を広げることができることから、例えば被測定ア
ンテナの背面の電界分布も測定することが可能な円筒走
査や球面走査を行うことができる。また、段落００６
６、段落００６７や段落００６９の構成に付加すること
で、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる効果がある。

【００６９】この発明によれば、プローブに対して水平
及び／若しくは垂直な方向の軸まわりに回転自在に、被
測定アンテナを保持する回転手段を備えるので、被測定
アンテナの測定範囲を広げることができることから、例
えば被測定アンテナの背面の電界分布も測定することが
可能な円筒走査や球面走査を行うことができる。また、
段落００６６から段落００６８の構成に付加すること
で、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる効果がある。

【００７０】この発明によれば、被測定アンテナの位相
分布の初期値を予め設定する初期値設定ステップと、開
口部の大きさ及び／若しくは形状が異なる複数のプロー
ブが、被測定アンテナから放射される電磁波を一括して
受信し、複数のプローブが受信した電磁波から振幅分布
を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布
とから演算用データを算出し、この演算用データから複
数のプローブが有する指向性に起因する要素を取り除い
て演算用データ補正値を求め、この演算用データ補正値
に基づいて被測定アンテナの測定面における振幅分布及
び位相分布を算出し、この振幅分布を複数のプローブが
受信した電磁波から求めた各振幅分布と順次置き換え
て、複数のプローブの各演算用データ補正値を求める補
正変換ステップと、この補正変換ステップにより求めた
複数のプローブの各演算用データ補正値を比較し、これ
らが略一致するとき、その演算用データ補正値に基づい
て被測定アンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一
致しないとき、補正変換ステップを繰り返す比較演算ス
テップとを備えるので、プローブの指向特性に起因する
誤差を補正しながらフェーズリトリーバル法に則って被
測定アンテナの振幅分布及び位相分布を求めることがで
きることから、被測定アンテナの放射特性をより高精度
に測定することができる効果がある。これにより、振幅
分布のみを測定して位相分布を推定することができ、従
来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛かりな装置を必
要としない。従って、装置の製作コストを低減できる効
果がある。また、アライメント精度も被測定アンテナを
移動しないため、被測定アンテナがサブミリ波などの高
周波数帯に共振周波数を有する場合においても高精度な
測定が可能である。さらに、複数のプローブで同時に複
数の測定値を得ることができるために、従来のように複
数回測定を行う必要がなく、測定時間を短縮することが
できる効果がある。

【００７１】この発明によれば、被測定アンテナの位相
分布の初期値を予め設定する初期値設定ステップと、被
測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向の長さ
が異なる開口部を有するプローブが、被測定アンテナに
対して水平な方向及び垂直な方向で被測定アンテナから
放射される電磁波を受信し、各方向のプローブが受信し
た電磁波から振幅分布を求める振幅分布測定ステップ
と、振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、
この演算用データから各方向のプローブが有する指向性
に起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求
め、この演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナ
の測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この
振幅分布を各方向のプローブが受信した電磁波から求め
た各振幅分布と順次置き換えて、各方向のプローブの演
算用データ補正値を求める補正変換ステップと、この補
正変換ステップにより求めた各方向のプローブの演算用
データ補正値を比較し、これらが略一致するとき、その
演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナの振幅分
布及び位相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ス
テップを繰り返す比較演算ステップとを備えるので、プ
ローブの指向特性に起因する誤差を補正しながらフェー
ズリトリーバル法に則って被測定アンテナの振幅分布及
び位相分布を求めることができることから、被測定アン
テナの放射特性をより高精度に測定することができる効
果がある。これにより、振幅分布のみを測定して位相分
布を推定することができ、従来に比べ高精度に位置決め
が可能な大掛かりな装置を必要としない。従って、装置
の製作コストを低減できる効果がある。また、アライメ
ント精度も被測定アンテナを移動しないため、被測定ア
ンテナがサブミリ波などの高周波数帯に共振周波数を有
する場合においても高精度な測定が可能である。

【００７２】この発明によれば、初期値設定ステップで
設定する被測定アンテナの位相分布の初期値は、被測定
アンテナの形状に基づいて算出される計算値を用いるの
で、局所解に陥ることを防ぐことができ、収束が早くな
るという効果がある。また、位相分布の初期値が真の値
から大きくずれることがなく、推定アルゴリズムの信頼
性を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるアンテナ測
定装置を概略的に示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるアンテナ測定
装置を使用したアンテナ測定方法の位相推定アルゴリズ
ムを示すフロー図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるアンテナ測定
装置を概略的に示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２によるアンテナ測定
装置の他の例を概略的に示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態３によるアンテナ測定
装置を示す図であり、（ａ）は概略的な構成図、（ｂ）
はプローブ周辺部を示す拡大図である。

【図６】 従来のフェーズリトリーバル法を使用するア
ンテナ測定装置の概略的な構成を示す図である。

【図７】 フェーズリトリーバル法による被測定アンテ
ナの位相分布の算出過程を示すフロー図である。

【図８】 従来のプローブの指向性補正を行う近傍界測
定を説明する説明図である。

【符号の説明】 １ 被測定アンテナ、２ａ 第１プローブ（プロー
ブ）、２ｂ 第２プローブ（プローブ）、２ｃ プロー
ブ（プローブ）、３ ｘｙスキャナ（摺動手段）、４
ａ，４ｂ 送受信器、５ 演算処理器（演算処理手
段）、６ａ １軸回転台（回転手段）、８ プローブ偏
波回転装置（プローブ回転手段）、９ ｘ軸方向駆動ス
キャナ（摺動手段）、１０ ２軸回転台（回転手段）１
２ 送信器、Ａ，Ｂ回転軸。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定アンテナと、 この被測定アンテナに対向した位置に設けられ、上記被
   測定アンテナから放射された電磁波を受信する開口部の
   大きさ及び／若しくは形状が異なる複数のプローブと、 この複数のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求
   め、この振幅分布から上記被測定アンテナの位相分布を
   算出し、上記振幅分布及び位相分布から被測定アンテナ
   の放射特性を求める演算処理手段とを備えたアンテナ測
   定装置。
2. 【請求項２】 被測定アンテナと、 この被測定アンテナに対向した位置に設けられ、上記被
   測定アンテナから放射された電磁波を受信し、上記被測
   定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向の長さが
   異なる開口部を有するプローブと、 このプローブを回転自在に保持し、上記プローブの上記
   被測定アンテナに水平な方向と垂直な方向とを交互に切
   り換えるプローブ回転手段と、 上記プローブが上記各方向で受信した電磁波から振幅分
   布を求め、この振幅分布から上記被測定アンテナの位相
   分布を算出し、上記振幅分布及び位相分布から被測定ア
   ンテナの放射特性を求める演算処理手段とを備えたアン
   テナ測定装置。
3. 【請求項３】 プローブを、被測定アンテナに対して水
   平及び／若しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動
   手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記
   載のアンテナ測定装置。
4. 【請求項４】 プローブに対して水平及び／若しくは垂
   直な方向の軸まわりに回転自在に、被測定アンテナを保
   持する回転手段を備えたことを特徴とする請求項１から
   請求項３のうちのいずれか１項記載のアンテナ測定装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項３、及び請求項４のう
   ちのいずれか１項記載のアンテナ測定装置を使用するア
   ンテナ測定方法において、 被測定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期
   値設定ステップと、 開口部の大きさ及び／若しくは形状が異なる複数のプロ
   ーブが、上記被測定アンテナから放射される電磁波を一
   括して受信し、この複数のプローブが受信した電磁波か
   ら振幅分布を求める振幅分布測定ステップと、 振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、この
   演算用データから上記複数のプローブが有する指向性に
   起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求め、
   この演算用データ補正値に基づいて上記被測定アンテナ
   の測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この
   振幅分布を上記複数のプローブが受信した電磁波から求
   めた各振幅分布と順次置き換えて、上記複数のプローブ
   の各演算用データ補正値を求める補正変換ステップと、 この補正変換ステップにより求めた上記複数のプローブ
   の各演算用データ補正値を比較し、これらが略一致する
   とき、その演算用データ補正値に基づいて上記被測定ア
   ンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないと
   き、上記補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップ
   とを備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
6. 【請求項６】 請求項２、請求項３、及び請求項４のう
   ちのいずれか１項記載のアンテナ測定装置を使用するア
   ンテナ測定方法において、 被測定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期
   値設定ステップと、 上記被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向
   の長さが異なる開口部を有するプローブが、上記被測定
   アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向で上記被測
   定アンテナから放射される電磁波を受信し、この各方向
   のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求める振幅
   分布測定ステップと、 振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、この
   演算用データから上記各方向のプローブが有する指向性
   に起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求
   め、この演算用データ補正値に基づいて上記被測定アン
   テナの測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、
   この振幅分布を上記各方向のプローブが受信した電磁波
   から求めた各振幅分布と順次置き換えて、上記各方向の
   プローブの演算用データ補正値を求める補正変換ステッ
   プと、 この補正変換ステップにより求めた上記各方向のプロー
   ブの演算用データ補正値を比較し、これらが略一致する
   とき、その演算用データ補正値に基づいて上記被測定ア
   ンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないと
   き、上記補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップ
   とを備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
7. 【請求項７】 初期値設定ステップで設定する被測定ア
   ンテナの位相分布の初期値は、上記被測定アンテナの形
   状に基づいて算出される計算値を用いることを特徴とす
   る請求項５又は請求項６記載のアンテナ測定方法。