JP2017173257A - Antenna pattern measurement device and antenna rotation mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナの利得パターンを測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring a gain pattern of an antenna.
携帯電話やスマートフォンの普及に伴って、無線通信回線のトラヒックが急速に増加し、また、高い無線品質が求められるようになってきている。このトラヒックの増加及び品質要求に応じて、通信エリアを適切に構築するためには、基地局アンテナの三次元利得パターンを正確に測定し、通信エリアの構築に生かせるようにすることが重要である。 With the spread of mobile phones and smartphones, traffic on wireless communication lines has increased rapidly, and high wireless quality has been demanded. It is important to accurately measure the three-dimensional gain pattern of the base station antenna so that it can be used for the construction of the communication area in order to construct the communication area appropriately in response to this increase in traffic and quality requirements. .
従来の被測定アンテナの絶対利得や3Dパターン測定で一般的に使用される方法として三種類の測定法がある。 There are three types of measurement methods that are generally used for measuring the absolute gain and 3D pattern of a conventional antenna under measurement.
一つは、遠方界測定法と呼ばれる方法で、遠方界条件を満たすアンテナ間を離した状態にして、被測定アンテナと特性が既知のアンテナを対向させてアンテナ間伝送量を測定することにより絶対利得やパターンを求める方法である。この測定は直接的な測定法であり、数学的に複雑な処理を行う必要はない。 The first is called a far-field measurement method, where the antennas that satisfy the far-field condition are separated from each other and the measured antenna-to-antenna transmission amount is measured by placing the antenna under measurement facing an antenna with a known characteristic. This is a method for obtaining a gain and a pattern. This measurement is a direct measurement method and does not require mathematically complicated processing.
二つ目は、近傍界測定法と呼ばれる方法で、被測定アンテナと特性が既知のプローブと呼ばれるアンテナを、被測定アンテナ前方の平面上又は特定の局面上で走査しながら、被測定アンテナとプローブ間の伝送量を測定することにより、求めた近傍界測定値から近傍界・遠方界変換により絶対利得やパターンを求める方法である。 The second method is called a near-field measurement method. The antenna under measurement and the probe are scanned while scanning the antenna under measurement and the antenna with a known characteristic on a plane in front of the antenna under measurement or on a specific aspect. In this method, the absolute gain and the pattern are obtained from near field / far field conversion from the obtained near field measurement value by measuring the transmission amount between them.
三つ目はコンパクトレンジ法と呼ばれるもので、特性が既知のアンテナと大型の反射板で平面波を合成して、被測定アンテナに照射することにより絶対利得やパターンを求める方法である。 The third method is called a compact range method, in which a plane wave is synthesized by an antenna having a known characteristic and a large reflector, and an absolute gain and a pattern are obtained by irradiating the antenna to be measured.
遠方界測定法ではアンテナ間距離が数十メートル以上必要になることが多く、また、近傍界測定法やコンパクトレンジ法では装置が大がかりになる、という問題がある。 The far-field measurement method often requires a distance of several tens of meters or more, and the near-field measurement method and the compact range method have a problem that the apparatus becomes large.
また、近年提案されているsource reconstrucnion法による近傍界測定法はアンテナ上
の電流を近傍界の測定値から推定する方法であるが計算が複雑で膨大な計算量が必要であるという問題がある。
Also, the recently proposed near-field measurement method based on the source reconstrucnion method is a method for estimating the current on the antenna from the measured value of the near-field, but there is a problem that the calculation is complicated and a huge amount of calculation is required.
本発明は、簡易な構成でアンテナの三次元利得パターンを測定する技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for measuring a three-dimensional gain pattern of an antenna with a simple configuration.
上記課題を解決するために本発明のアンテナの回転機構では、アンテナの長軸周りに外嵌され、前記アンテナの長軸方向における所定位置に固定される外嵌治具と、前記アンテナに外嵌した外嵌治具を前記アンテナの長軸周りに所定の角度へ回転させた状態で載置可能な載置部と、前記アンテナの長軸と直交する方向を回転軸として前記載置部を回転させる回転台とを備えた。 In order to solve the above problems, in the antenna rotation mechanism of the present invention, an outer fitting jig that is fitted around the major axis of the antenna and fixed at a predetermined position in the major axis direction of the antenna, and an outer fitting to the antenna. The mounting portion that can be mounted in a state where the outer fitting jig is rotated around the major axis of the antenna to a predetermined angle, and the mounting portion is rotated with the direction orthogonal to the major axis of the antenna as a rotation axis And a turntable.
前記アンテナの回転機構は、前記外嵌治具が、外周面の複数の位置に前記載置部と嵌合する嵌合部を備え、前記外嵌治具の嵌合部が前記載置部と嵌合することで、前記アンテナが所定の載置角度で載置されても良い。 The rotation mechanism of the antenna includes a fitting portion in which the outer fitting jig is fitted to the placement portion at a plurality of positions on an outer peripheral surface, and the fitting portion of the outer fitting jig is the placement portion. By fitting, the antenna may be mounted at a predetermined mounting angle.
前記アンテナの回転機構は、前記アンテナの長軸と直交する面における前記外嵌治具の外形が多角形であり、前記載置部に載置された際、前記多角形の辺を成す外周面の少なくとも一つが前記載置部の下り斜面に当接し、前記アンテナの重さにより前記下り斜面に沿って下方へ案内され、前記多角形の他の面が前記下り斜面以外の面に突き当たって位置決めされても良い。 The rotating mechanism of the antenna has a polygonal outer shape on the surface orthogonal to the long axis of the antenna, and an outer peripheral surface that forms a side of the polygon when placed on the mounting portion. At least one of the above abuts the down slope of the mounting portion, is guided downward along the down slope by the weight of the antenna, and the other surface of the polygon abuts against a surface other than the down slope and is positioned May be.
前記アンテナの回転機構は、前記載置部が、前記外嵌治具と嵌合して前記アンテナの長軸方向における位置決めを行っても良い。 In the rotation mechanism of the antenna, the mounting portion may be fitted with the external fitting jig to position the antenna in the long axis direction.
前記アンテナの回転機構は、前記アンテナの端部に設けられた給電コネクタと接続する給電ケーブルを備え、前記給電ケーブルの長軸周りに回転可能なロータリージョイントを当該給電ケーブルの一部に設けても良い。 The rotation mechanism of the antenna includes a power supply cable connected to a power supply connector provided at an end of the antenna, and a rotary joint that can rotate around a long axis of the power supply cable may be provided in a part of the power supply cable. good.
前記アンテナの回転機構は、前記アンテナの端部に設けられた給電コネクタと接続する給電ケーブルと、光信号を伝達する光ケーブルと、前記給電ケーブル及び前記光ケーブルと接続し、当該光ケーブルを介して受信した光信号を電気信号へ変換し、前記給電ケーブル及び前記給電コネクタを介して前記アンテナへ前記電気信号を供給する光電変換器とを備えても良い。 The rotation mechanism of the antenna is connected to a power supply cable provided at an end of the antenna, an optical cable for transmitting an optical signal, the power supply cable and the optical cable, and received via the optical cable. You may provide the photoelectric converter which converts an optical signal into an electric signal and supplies the said electric signal to the said antenna via the said electric power feeding cable and the said electric power feeding connector.
また、上記課題を解決するために本発明のアンテナパターン測定装置では、前記回転機構と、前記回転台によって回転される前記アンテナの回転面内の所定箇所に固設され、前記アンテナの電界強度を検出するプローブと、前記アンテナを前記載置部に載置する際の前記角度を載置角度とし、当該載置角度を異ならせて前記回転台を回転させた際の電界強度を前記プローブで取得し、この電界強度の測定値を遠方界利得に変換し、前記載置角度毎の遠方界利得パターンを複数求める変換部と、前記複数の遠方界利得パターンを夫々のアンテナの位置を中心に組み合わせた場合の各遠方界利得パターンの間を内挿して、三次元利得パターンを求める内挿部とを備えた。 In order to solve the above-mentioned problem, in the antenna pattern measuring apparatus of the present invention, the antenna is fixed at a predetermined position in the rotation plane of the antenna rotated by the rotating mechanism and the rotating table, and the electric field strength of the antenna is increased. The probe angle to be detected and the angle at which the antenna is placed on the placement portion described above as a placement angle, and the electric field strength when the turntable is rotated by varying the placement angle is acquired by the probe. Then, the measured value of the electric field strength is converted into a far field gain, and the conversion unit for obtaining a plurality of far field gain patterns for each set angle is combined with the plurality of far field gain patterns around the positions of the respective antennas. And an interpolating unit for obtaining a three-dimensional gain pattern by interpolating between the far-field gain patterns.
本発明の簡易な構成でアンテナの三次元利得パターンを測定する技術を提供できる。 A technique for measuring the three-dimensional gain pattern of an antenna can be provided with the simple configuration of the present invention.
〈第一実施形態〉
《全体構成》
以下、本発明の第一実施形態に係るアンテナパターン測定装置について、図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係るアンテナパターン測定装置10を示す図である。
<First embodiment>
"overall structure"
Hereinafter, an antenna pattern measurement device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an antenna
第一実施形態のアンテナパターン測定装置10は、例えば回転機構2や、プローブ3、VNA(ベクトル・ネットワーク・アナライザ)4、情報処理装置5、載置角検出部6を含む。
The antenna
測定の対象となる被測定アンテナ1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である。被測定アンテナ1は、例えば、長軸方向を波長以上、3波長以上、又は5波長以上の長さとし、長軸方向と直交する方向(短軸方向)を波長程度以下、長軸方向の1/3以下、又は1/5以下の長さとする。
The antenna to be measured 1 to be measured is a so-called long antenna having a one-dimensionally large aperture length. The
回転機構2は、被測定アンテナ1を長軸周りに所定の角度へ回転させた状態で載置可能な載置部を備え、この被測定アンテナ1の長軸と直交する方向(鉛直方向)を回転軸として載置部を回転させる。即ち、回転機構2は、載置部に載置した被測定アンテナ1を回転させる。
The
プローブ3は、被測定アンテナ1から射出された電波を受信して被測定アンテナ1の電波強度を測定する。
The
VNA4は、被測定アンテナ1へ電気信号を供給し、電波として送信させると共に、被測定アンテナ1から射出された電波をプローブ3で受信し、被測定アンテナ1の電界強度を測定する。
The VNA 4 supplies an electric signal to the
載置角検出部6は、アンテナを載置部に載置する際の長軸周りの角度を検出し、情報処理装置5へ入力する。このアンテナを載置する際の長軸周りの角度を以下、載置角度とも称す。なお、載置角検出部6は、必須の構成ではなく、測定者が載置角を計る等して認識し、情報処理装置5へ入力することとして、載置角検出部6を省略しても良い。
The placement angle detection unit 6 detects an angle around the major axis when the antenna is placed on the placement unit, and inputs the detected angle to the
情報処理装置5は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等からなるコンピュ
ータであり、回転制御部51、VNA制御部52、変換部53、内挿部54を備える。情報処理装置5は、このメモリに実行可能に展開されたコンピュータプログラムにしたがって、上記情報処理装置5の、回転制御部51、VNA制御部52、変換部53、内挿部54等の各部としての処理を実行する。CPUは、MPU(Micro Processor Unit)、マイ
クロプロセッサ、プロセッサとも呼ばれる。CPUは、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のCPUがマルチコア構成を有していても良い。上記各部の少なくとも一部の処理は、CPU以外のプロセッサ、例えば、Digital Signal Processor(DSP)、Graphics Processing Unit(GPU)、数値演算プロセッサ、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用プロセッサで行われても良い。また、上記各部の少なくとも一部の処理は、集積回路(IC)、その他のデジタル回路であっても良い。また、上記各部の少なくとも一部にアナログ回路が含まれても良い。集積回路は、LSI,Application Specific Integrated Circuit(ASIC),プログラマブルロジックデバイス(PLD)を含む。PLDは、例えば
、Field-Programmable Gate Array(FPGA)を含む。上記各部は、プロセッサと集積回路と
の組み合わせであっても良い。組み合わせは、例えば、MCU(Micro Controller Unit
),SoC(System-on-a-chip),システムLSI,チップセットなどと呼ばれる。
The
), SoC (System-on-a-chip), system LSI, and chipset.
回転制御部51は、回転機構2を回転させ、また、回転した位置、即ち被測定アンテナの向きを検出する。
The
VNA制御部52は、VNA4に対し、被測定アンテナから射出させる電波の周波数や強度等の測定条件を設定すると共に、測定の開始や終了を指示する。
The
変換部53は、載置角度を異ならせて前記回転台を回転させた際の電界強度を前記プローブ3で取得し、この電界強度の測定値を遠方界利得に変換し、前記載置角度毎の遠方界利得パターンを複数求める。
The
内挿部54は、複数の遠方界利得パターンを夫々のアンテナの位置を中心に組み合わせた場合の各遠方界利得パターンの間を内挿して、三次元利得パターンを求める。
The interpolating
《回転機構の詳細》
回転機構2は、図1に示すように外嵌治具28や、載置部29、回転台20を含む。また、回転台20は、天板21、駆動部22、脚部23を有している。図2は、被測定アンテナ1を載置した状態の回転機構上部を示す斜視図、図3は載置部29に外嵌治具28を載置した状態を示す正面図、図4は、載置部29に外嵌治具28を載置した状態を示す上面図、図5は、載置部29の斜視図である。
<Details of rotating mechanism>
As shown in FIG. 1, the
外嵌治具28は、被測定アンテナ1の長軸周りに外嵌し、被測定アンテナ1の長軸と直交する断面における外形が円形となっており、この断面における外形の中心が被測定アンテナ1の中心11(図3)と一致するように形成されている。外嵌治具28は、被測定アンテナ1の長軸方向に沿って所定長さの腕部281が設けられ、その腕部281の自由端に、被測定アンテナ1の長軸と直交する断面において中心11側へ向けて突出した突き当て部282を有している。外嵌治具28を被測定アンテナ1の一端部から外嵌する際、突き当て部282が被測定アンテナ1の端面に突き当たるまで他端部側へ外嵌治具28を移動させることで、外嵌治具28が被測定アンテナ1における長軸方向の所定位置へ容易に取り付けることができる。なお、この形状に限らず、突き当て部282が被測定アンテナ1の端面に突き当たることで外嵌治具28の長軸方向の位置を決めることができれば、例えばキャップ状として被測定アンテナ1の端部に被せる形状であっても良い。また、他の手法によって外嵌治具28を被測定アンテナ1の所定位置に取り付けることができれば、腕部281は省略しても良い。
The external
載置部29は、図3に示す正面視において、Y字状に形成されており、外嵌治具28が載置される載置面291がV字状に窪んだ形状、換言すると載置面291が中央に向けて下がる斜面を向かい合わせた形状に形成されている。このため、載置面291に載置され
た外嵌治具281は、このV字状の窪みに落とし込まれ、略2点で支持されることで、ガタつくことなく、位置決めされる。また、載置部291は、図4に示す上面視においても、V字状の溝として形成されており、V字状の溝に嵌ることで外嵌治具28は、被測定アンテナ1における長軸方向の位置が決められる。
The mounting
外嵌治具28及び載置部29の材質は、非金属が望ましく、例えば、ガラスエポキシ樹脂や、発泡スチロールや発泡ウレタン等の発泡材である。
The material of the external
回転台20は、脚部23の上部に駆動部22が設けられ、駆動部22の上部にベアリング等の摺動部(不図示)を介して天板21が設けられている。また、駆動部22は、モータ等の駆動源(不図示)を有し、回転制御部51からの制御信号に基づいて天板21を回転させる。天板21の上面には載置部29が設けられており、天板21の回転により、載置部29及び載置部29に載置された被測定アンテナ1を回転させる。このとき、回転軸212を被測定アンテナ1の長軸と直交する方向とし、特に本実施形態では、垂直方向としている。また、本実施形態では、載置部29が天板21上の二か所に設けられ、被測定アンテナ1に外嵌された外嵌治具28が載置部29に載置されることで、被測定アンテナ1の中心12が回転軸212と一致するように位置決めされる。なお、載置部29は、被測定アンテナ1を二か所で支えるのが望ましが、二か所に限らず、三か所以上で支える構成としても良いし、被測定アンテナ1の中央部付近の一か所で支えるように構成しても良い。
The
また、駆動部22は、ロータリーエンコーダ(不図示)を備え、天板21の回転位置、即ち被測定アンテナ1の回転位置を情報処理装置5へ入力しても良い。
Further, the
《測定方法》
測定に際し、被測定アンテナ1の給電コネクタ13に給電ケーブル(同軸ケーブル)14を接続し、天板21の中央に設けた穴211を介して給電ケーブル14を回転機構2の下部へ通し、VNA4と接続する。また、VNA4は、同軸ケーブル32を介してプローブ3と接続している。なお、プローブ3は、プローブ支柱31に取り付けられ、被測定アンテナ1と同じ高さで、被測定アンテナ1から所定の距離(図1の例では、回転中心12からの距離R)に設置されている。換言すると、回転台20によって回転される被測定アンテナ1の回転面内の所定箇所における被測定アンテナ1の長軸方向であって、当該アンテナ1から所定距離Rに固設されている。
"Measuring method"
In measurement, a power feeding cable (coaxial cable) 14 is connected to the
また、情報処理装置5は、回転制御のための制御信号の送信及び回転位置の取得のため、駆動部22と信号線58で電気的に接続している。更に、情報処理装置5は、測定制御のための制御信号の送信及び測定結果の取得のため、VNA4と信号線59で電気的に接続している。
Further, the
そして、情報処理装置5が、測定開始を指示すると、VNA4が測定用の電気信号を被測定アンテナ1へ供給し、被測定アンテナ1から電波として射出させ、プローブ3で、このときの電界強度を測定しながら、駆動部22が被測定アンテナ1を回転させ、一回転分の測定を行い、変換部53が、当該回転面における遠方界利得パターンを求める。
When the
そして、測定者が被測定アンテナ1を長軸周りに回転させ、載置角を変えて前記測定を繰り返し、異なる載置角の遠方利得パターンを求める。例えば、最初の載置角を0度とし、45度、90度、135度の4つの面の遠方利得パターンを求める。この載置角は、測定者が情報処理装置5へ入力しても良いし、載置角検出部(例えば、カメラ)6が、外嵌治具28に設けた目盛やバーコード等の角度の指標283(図4)を検出して情報処理装置5へ入力してもよい。
Then, the measurer rotates the
次に、内挿部54は、各遠方界利得パターンについて、図6のようにアンテナの位置を中心に組み合わせた場合の各遠方界利得パターンの間を内挿して、三次元利得パターンを求める。なお、内挿手法としては、公知の技術を用いることができるので、詳細な説明は省略する。例えば、O.M. Bucci, C. Gennarelli, and C. Savarese, “Optimal interpolation of radiated field over a sphere,” IEEE Trans. Ant. and Propagat., vol. 39, no. 11, pp.1633-1643, November 1991の内挿手法を用いても良い。なお、本実施形態
では、図1に示すように、被測定アンテナ1の長軸を水平方向として測定するが、この被測定アンテナ1は、運用時に長軸を鉛直方向として設置されるため、各遠方界利得パターンを組み合わせる際、測定時のx軸がz軸となるように座標系を変換する。
Next, the interpolating
《実施形態の効果》
このように本実施形態では、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させ、この載置角を異ならせた状態で回転台20を回転させて測定を行うので、プローブを固定したまま各載置角の遠方界利得パターンを取得することができ、簡易な構成で三次元利得パターンを求めることができる。
<< Effects of the Embodiment >>
As described above, in this embodiment, the
また、被測定アンテナ1に外嵌した外嵌治具28を載置部29に載置するだけで、測定に必要な位置決めが行われるので、容易に精度よく測定を行うことができる。
Further, since the positioning necessary for the measurement is performed simply by placing the external
〈第二実施形態〉
前述の第一実施形態では、外嵌治具28の外形を円形としたが、本実施形態では、外嵌治具280が所定の載置角で載置部29と嵌合する構成が第一実施形態と異なっている。なお、第一実施形態と同一の要素は、同符号を付す等して再度の説明を省略している。
<Second embodiment>
In the first embodiment described above, the outer shape of the outer
図7は、第二実施形態の外嵌治具280を示す正面図、図8は外嵌治具280を載置部29に載置した状態を示す図である。
FIG. 7 is a front view showing the outer
外嵌治具280は、被測定アンテナ1の長軸周りに外嵌し、被測定アンテナ1の長軸と直交する断面における外形が正八角形となっており、八つの辺81〜88で構成されている。また、外嵌治具280は、この正八角形の中心が被測定アンテナ1の中心11と一致するように形成されている。本実施形態において、この八角形の外形が嵌合部の一形態である。
The external
載置部29は、図8に示す正面視において、Y字状に形成されており、外嵌治具28が載置される載置面291がV字状に窪んだ形状、換言すると載置面291が中央に向けて下がる斜面を向かい合わせた形状に形成され、V字の載置面291の角度が45度となっている。このため、載置面291に載置された外嵌治具281は、このV字状の窪みに嵌合し、八角形の辺を成す外周面の少なくとも一つ、本例では辺83,85が下り斜面である載置面291に当接し、前記アンテナの重さにより載置面291に沿って下方へ案内され、互いに他の辺が突き当たることで、位置決めされる。即ち、辺83が載置面291に沿って下方に案内されている場合に、他の辺85が辺85側の載置面291と当接することで位置決めされる。この場合、辺85が載置面291に沿って下方に案内され、他の辺83が辺83側の載置面291と当接することで位置決めされるとも言える。そして、図8の状態から辺84,86が載置面291に支持される状態に回転させることで載置角を45度変えることができ、辺85,87が載置面291に支持される状態に回転させることで載置角を90度変えることができる。このように本実施形態では、正八角形の辺を成す外嵌治具280の外周面が嵌合部となっている。また、前述の実施形態1と同様に、載置面291のV溝が外嵌治具280と嵌合し、被測定アンテナ1の長軸方向における外嵌治具280の位置決めを行っており、この載置部29のV溝が第二嵌合部となっている。
The mounting
また、外嵌治具280の外形は、正八角形に限らず、他の多角形など、所定の載置角で嵌合する形状であれば良い。例えば図9(A)に示すように、外嵌治具28Aの外形を正十角形としても良い。このように外嵌治具28Aの外形を正十角形とすることで、載置角を36度ずつ異ならせて載置することができる。
Further, the outer shape of the external
図9(B)の外嵌治具28Bでは、外周面に嵌合凸部89を45度間隔で8つ設けている。この外嵌治具28Bの嵌合凸部89が、載置部29Bの嵌合凹部292と嵌合すると共に載置面291に支持されることで、載置角が定められる。
In the outer
図9(C)に示すように、外嵌治具28Cの嵌合部91を凹部としても良い。この外嵌治具28Cの嵌合部91が、載置部29Bの嵌合突部293と嵌合すると共に載置面291に支持されることで、載置角が定められる。
As shown in FIG. 9C, the
このように、本実施形態によれば、嵌合部81〜88,89,91が載置部29,29A〜29Cと嵌合することで所定の載置角に定まるので、利得パターンの測定を容易にできる。
As described above, according to the present embodiment, the
〈第三実施形態〉
前述の第一実施形態と比べて、本実施形態では、被測定アンテナ1の給電コネクタ13とVNA4とを接続する同軸ケーブルの一部に、ロータリージョイントを備えたことが異なっている。なお、第一実施形態と同一の要素は、同符号を付す等して再度の説明を省略している。
<Third embodiment>
Compared with the first embodiment described above, this embodiment is different in that a rotary joint is provided in a part of the coaxial cable that connects the
図10は、第三実施形態のアンテナパターン測定装置10Aの構成を示す図である。図10のアンテナパターン測定装置10Aでは、被測定アンテナ1の給電コネクタ13と同軸ケーブル14との間にロータリージョイント71を設け、同軸ケーブル14が天板21の上面から穴211を介して下側へ向かう箇所である穴211の周縁にロータリージョイント72を設けている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an antenna pattern measurement apparatus 10A according to the third embodiment. In the antenna pattern measuring apparatus 10A of FIG. 10, a rotary joint 71 is provided between the
このように被測定アンテナ1の端部にロータリージョイント71を設けたことにより、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させた場合でも同軸ケーブル14が捻じれることが抑えられる。
Thus, by providing the rotary joint 71 at the end of the
また、穴211の周縁にロータリージョイント72を設けたことにより、回転台20を回転させた場合でも同軸ケーブル14が捻じれることが抑えられる。なお、図10では、穴211の周縁にロータリージョイント72を設けた例を示したが、穴211の中心でロータリージョイント72を支持するように支持部材(不図示)を設け、ロータリージョイント72から下へ向かう同軸ケーブル14を回転軸212と一致させても良い。ロータリージョイント71,72は、市販のものを利用できるため、詳細な説明は省略する。例えば、SPINNER社製、BN835045を用いても良い。また、複数の同軸ケーブル14を接続する
場合、複数チャネルのロータリージョイントを用いるのが望ましい。例えば、SPINNER社
製、BN153164を用いても良い。
Further, by providing the rotary joint 72 at the periphery of the
ロータリージョイント71,72を用いずに同軸ケーブル14を接続し、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させた場合や、回転台20を回転させた場合に同軸ケーブル14が過度に捻じれると、高周波特性が悪化し、測定結果に影響を与える可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、同軸ケーブル14にロータリージョイント71,72を介在させ、回転自在としたため、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させた場合や、回転台20を回転させた場合でも同軸ケーブル14が捻じれることなく、測定への影響を抑えるこ
とができる。
If the
なお、本実施形態では、ロータリージョイントを備えた以外の構成を第一実施形態と同じとしたが、これに限らず第二実施形態と同じにしても良い。 In addition, in this embodiment, although the structure except having provided the rotary joint was made the same as 1st embodiment, you may make it not only this but the same as 2nd embodiment.
〈第四実施形態〉
前述の第一実施形態と比べて、本実施形態では、被測定アンテナ1の給電コネクタ13とVNA4とを接続する同軸ケーブルの一部を光ケーブルで置き換えた構成が異なっている。なお、第一実施形態と同一の要素は、同符号を付す等して再度の説明を省略している。
<Fourth embodiment>
Compared with the first embodiment described above, the present embodiment is different in the configuration in which a part of the coaxial cable connecting the
図11は、第四実施形態のアンテナパターン測定装置10Bの構成を示す図である。図11のアンテナパターン測定装置10Bでは、被測定アンテナ1の給電コネクタ13と光電変換器75を同軸ケーブル14で接続し、VNA4と光電変換器76を同軸ケーブル14で接続し、光電変換器75と光電変換器76とを光ケーブル15で接続した。光電変換器75は、載置部29に設けた支持部495上に載置されている。また、光電変換器75は、被測定アンテナ1の給電コネクタ13に直接取り付けられ、給電コネクタ13に支持されても良い。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an antenna pattern measurement apparatus 10B according to the fourth embodiment. In the antenna pattern measuring apparatus 10B of FIG. 11, the
測定の際、VNA4から出力された電気信号は、光電変換器76で光信号に変換され、光ケーブル15を介して光電変換器75へ入力される。光電変換器75に入力された光信号は、光電変換器75で電気信号に変換され、同軸ケーブル14を介して被測定アンテナ1へ入力される。なお、光ケーブル15は、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させた場合や、回転台20を回転させた場合でも、捻じれによって高周波特性が悪化することがない。このため、本実施形態では、被測定アンテナ1を長軸周りに回転させた場合や、回転台20を回転させた場合の測定への影響を防止できる。
At the time of measurement, the electrical signal output from the
なお、本実施形態では、光ケーブルで接続した以外の構成を第一実施形態と同じとしたが、これに限らず第二実施形態と同じにしても良い。 In addition, in this embodiment, although the structure except having connected with the optical cable was made the same as 1st embodiment, you may make it not only this but the same as 2nd embodiment.
〈その他〉
本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
<Others>
The present invention is not limited to the illustrated examples described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
基地局アンテナや各種レーダアンテナの長さ方向が波長に比べて長く、長軸と直交する方向の長さが波長程度に短いアンテナに適用できる。また回転半径よりも十分に小さなアンテナに対しても適用できる。 The present invention can be applied to an antenna in which the length direction of the base station antenna and various radar antennas is longer than the wavelength and the length in the direction orthogonal to the major axis is as short as the wavelength. It can also be applied to an antenna that is sufficiently smaller than the turning radius.
1 被測定アンテナ
2 回転機構
3 プローブ
5 情報処理装置
6 載置角検出部
10,10A,10B アンテナパターン測定装置
13 給電コネクタ
14 給電ケーブル(同軸ケーブル)
15 光ケーブル
20 回転台
21 天板
22 駆動部
23 脚部
28,28A−28C 外嵌治具
29,29A−29C 載置部
32 同軸ケーブル
51 回転制御部
52 VNA制御部
53 変換部
54 内挿部
71,72 ロータリージョイント
75,76 光電変換器
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記アンテナに外嵌した外嵌治具を前記アンテナの長軸周りに所定の角度へ回転させた状態で載置可能な載置部と、
前記アンテナの長軸と直交する方向を回転軸として前記載置部を回転させる回転台と、を備えたアンテナの回転機構。 An outer fitting jig that is fitted around the major axis of the antenna and fixed at a predetermined position in the major axis direction of the antenna;
A mounting portion that can be mounted in a state in which an external fitting jig that is externally fitted to the antenna is rotated to a predetermined angle around the long axis of the antenna;
A rotating mechanism for an antenna, comprising: a turntable for rotating the mounting portion with a direction orthogonal to the major axis of the antenna as a rotation axis.
前記外嵌治具の嵌合部が前記載置部と嵌合することで、前記アンテナが所定の載置角度で載置される請求項1に記載のアンテナの回転機構。 The outer fitting jig includes a fitting portion that fits with the placement portion at a plurality of positions on the outer peripheral surface,
The antenna rotation mechanism according to claim 1, wherein the antenna is placed at a predetermined placement angle by fitting the fitting portion of the external fitting jig with the placement portion.
前記給電ケーブルの長軸周りに回転可能なロータリージョイントを当該給電ケーブルの一部に設けた請求項1から4の何れか1項に記載のアンテナの回転機構。 A power supply cable connected to a power supply connector provided at an end of the antenna;
The antenna rotation mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotary joint that is rotatable around a long axis of the power supply cable is provided in a part of the power supply cable.
光信号を伝達する光ケーブルと、
前記給電ケーブル及び前記光ケーブルと接続し、当該光ケーブルを介して受信した光信号を電気信号へ変換し、前記給電ケーブル及び前記給電コネクタを介して前記アンテナへ前記電気信号を供給する光電変換器とを備える請求項1から4の何れか1項に記載のアンテナの回転機構。 A power supply cable connected to a power supply connector provided at an end of the antenna;
An optical cable for transmitting optical signals;
A photoelectric converter connected to the power supply cable and the optical cable, converting an optical signal received via the optical cable into an electric signal, and supplying the electric signal to the antenna via the power supply cable and the power supply connector; The antenna rotation mechanism according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記回転台によって回転される前記アンテナの回転面内の所定箇所に固設され、前記アンテナの電界強度を検出するプローブと、
前記アンテナを前記載置部に載置する際の前記角度を載置角度とし、当該載置角度を異ならせて前記回転台を回転させた際の電界強度を前記プローブで取得し、この電界強度の測定値を遠方界利得に変換し、前記載置角度毎の遠方界利得パターンを複数求める変換部と、
前記複数の遠方界利得パターンを夫々のアンテナの位置を中心に組み合わせた場合の各遠方界利得パターンの間を内挿して、三次元利得パターンを求める内挿部と、
を備えたアンテナパターン測定装置。 The rotation mechanism according to any one of claims 1 to 6,
A probe fixed to a predetermined position in a rotation surface of the antenna rotated by the turntable, and detecting a field intensity of the antenna;
The angle at which the antenna is placed on the placement portion is set as a placement angle, and the electric field strength when the turntable is rotated by changing the placement angle is obtained by the probe. Converting the measured value into a far-field gain, and obtaining a plurality of far-field gain patterns for each set angle,
An interpolation unit for obtaining a three-dimensional gain pattern by interpolating between the far field gain patterns when the plurality of far field gain patterns are combined around the position of each antenna,
An antenna pattern measuring device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016062410A JP2017173257A (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Antenna pattern measurement device and antenna rotation mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016062410A JP2017173257A (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Antenna pattern measurement device and antenna rotation mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017173257A true JP2017173257A (en) | 2017-09-28 |
Family
ID=59970990
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JP2016062410A Pending JP2017173257A (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Antenna pattern measurement device and antenna rotation mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017173257A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112130007A (en) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | Antenna far field directional diagram test system and test method |
CN113671271A (en) * | 2021-07-23 | 2021-11-19 | 西安空间无线电技术研究所 | Antenna test data acquisition method for three-dimensional space automatic trajectory control |
-
2016
- 2016-03-25 JP JP2016062410A patent/JP2017173257A/en active Pending
Cited By (4)
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CN112130007A (en) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | Antenna far field directional diagram test system and test method |
CN112130007B (en) * | 2020-09-25 | 2021-08-17 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | Antenna far field directional diagram test method |
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CN113671271B (en) * | 2021-07-23 | 2023-11-10 | 西安空间无线电技术研究所 | Antenna test data acquisition method for three-dimensional space automatic track control |
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