JP2733142B2 - アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法 - Google Patents
アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法Info
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- JP2733142B2 JP2733142B2 JP3044987A JP4498791A JP2733142B2 JP 2733142 B2 JP2733142 B2 JP 2733142B2 JP 3044987 A JP3044987 A JP 3044987A JP 4498791 A JP4498791 A JP 4498791A JP 2733142 B2 JP2733142 B2 JP 2733142B2
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
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- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は衛星搭載用の反射鏡ア
ンテナ等の鏡面測定装置及び測定法に関するものであ
る。
ンテナ等の鏡面測定装置及び測定法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、図１１に示
すようなものがあった。この図は「電子情報通信学会
編、アンテナ工学ハンドブック、Ｐ．４５８、昭６３年
６月２０日発行、オーム社」に示されたもので、図に
おいて１はアンテナ、２は３角測量法によって鏡面を測
定するセオドライト、３は上記セオドライト２で鏡面測
定するための制御装置である。
すようなものがあった。この図は「電子情報通信学会
編、アンテナ工学ハンドブック、Ｐ．４５８、昭６３年
６月２０日発行、オーム社」に示されたもので、図に
おいて１はアンテナ、２は３角測量法によって鏡面を測
定するセオドライト、３は上記セオドライト２で鏡面測
定するための制御装置である。
【０００３】次に動作について説明する。アンテナ１は
鏡面がセオドライト２から見えるようにして水平に固定
され、複数台のセオドライト２は異なる位置から鏡面を
見て、鏡面形状を３次元の座標系で測定し、制御装置３
は複数台のセオドライト２によって指定した鏡面上の点
を自動的に測定し記録する。従って、鏡面の形状を３次
元の座標系で測定できるものである。
鏡面がセオドライト２から見えるようにして水平に固定
され、複数台のセオドライト２は異なる位置から鏡面を
見て、鏡面形状を３次元の座標系で測定し、制御装置３
は複数台のセオドライト２によって指定した鏡面上の点
を自動的に測定し記録する。従って、鏡面の形状を３次
元の座標系で測定できるものである。
【０００４】また、従来、この種の別の装置として、図
１２に示すようなものがあった。この図は「電子情報通
信学会編、アンテナ工学ハンドブック、Ｐ．４４９、昭
６３年 ６月２０日発行、オーム社」に示されたもの
で、図において４はアンテナの近傍の電界分布を測定す
るプローブ、５はプローブ４を平面走査するスキャナ、
６は送受信機である。アンテナのビーム軸をｚ軸として
アンテナに固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系、ス
キャナに固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系と定義
し、ｘ−ｙ面とＸ−Ｙ面を平行となるように上記アンテ
ナ１を設定する。従って、アンテナの近傍の電界分布が
測定され、その位相分布によって理想的な鏡面の位相分
布からのずれを求め、鏡面誤差が得られるものである。
１２に示すようなものがあった。この図は「電子情報通
信学会編、アンテナ工学ハンドブック、Ｐ．４４９、昭
６３年 ６月２０日発行、オーム社」に示されたもの
で、図において４はアンテナの近傍の電界分布を測定す
るプローブ、５はプローブ４を平面走査するスキャナ、
６は送受信機である。アンテナのビーム軸をｚ軸として
アンテナに固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系、ス
キャナに固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系と定義
し、ｘ−ｙ面とＸ−Ｙ面を平行となるように上記アンテ
ナ１を設定する。従って、アンテナの近傍の電界分布が
測定され、その位相分布によって理想的な鏡面の位相分
布からのずれを求め、鏡面誤差が得られるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ鏡面測
定装置は以上のように構成されているので、アンテナが
重力の影響によって変形した状態において測定されるか
ら、衛星が軌道上にある場合すなわち無重力状態での鏡
面固有の変形を重力による鏡面の変形と分離して測定で
きないという問題点があった。
定装置は以上のように構成されているので、アンテナが
重力の影響によって変形した状態において測定されるか
ら、衛星が軌道上にある場合すなわち無重力状態での鏡
面固有の変形を重力による鏡面の変形と分離して測定で
きないという問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、宇宙空間で使用されるような衛
星搭載用アンテナにおいて、無重力状態での鏡面固有の
変形と重力による鏡面の変形を分離して測定できるアン
テナ鏡面測定装置及び測定法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、宇宙空間で使用されるような衛
星搭載用アンテナにおいて、無重力状態での鏡面固有の
変形と重力による鏡面の変形を分離して測定できるアン
テナ鏡面測定装置及び測定法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１のアンテナ鏡面
測定装置は、測距測角儀と、被測定アンテナを設置し、
この被測定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ
所要の回転角に静止するポジショナと、このポジショナ
により複数の異なる回転角の各状態においてアンテナ鏡
面形状が測定され、この測定値を級数展開に基づき演算
処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存
する鏡面の変形を分離する計算機を備えたものである。
測定装置は、測距測角儀と、被測定アンテナを設置し、
この被測定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ
所要の回転角に静止するポジショナと、このポジショナ
により複数の異なる回転角の各状態においてアンテナ鏡
面形状が測定され、この測定値を級数展開に基づき演算
処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存
する鏡面の変形を分離する計算機を備えたものである。
【０００８】また、請求項２のアンテナ鏡面測定装置
は、電界分布を測定するプローブと、このプローブを走
査するスキャナと、被測定アンテナとプローブとで信号
を送受信する送受信機と、被測定アンテナを設置し、こ
の被測定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ所
要の回転角に静止するポジショナと、このポジショナに
より複数の異なる回転角の各状態におけるアンテナ鏡面
形状が測定され、この測定値を級数展開に基づき演算処
理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存す
る鏡面の変形を分離する計算機を備えたものである。
は、電界分布を測定するプローブと、このプローブを走
査するスキャナと、被測定アンテナとプローブとで信号
を送受信する送受信機と、被測定アンテナを設置し、こ
の被測定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ所
要の回転角に静止するポジショナと、このポジショナに
より複数の異なる回転角の各状態におけるアンテナ鏡面
形状が測定され、この測定値を級数展開に基づき演算処
理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存す
る鏡面の変形を分離する計算機を備えたものである。
【０００９】また、請求項３のアンテナ鏡面測定装置
は、被測定アンテナを設置した２軸以上の回転軸を有す
る回転台と、被測定アンテナの信号を送受信する送受信
機と、被測定アンテナを設置し、この被測定アンテナの
主ビームを軸として回転し、かつ所要の回転角に静止す
るポジショナと、このポジショナにより複数の異なる回
転角の各状態におけるアンテナ鏡面形状が測定され、こ
の測定値を級数展開に基づき演算処理し、回転角に依存
しない鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変形を分離
する計算機を備えたものである。
は、被測定アンテナを設置した２軸以上の回転軸を有す
る回転台と、被測定アンテナの信号を送受信する送受信
機と、被測定アンテナを設置し、この被測定アンテナの
主ビームを軸として回転し、かつ所要の回転角に静止す
るポジショナと、このポジショナにより複数の異なる回
転角の各状態におけるアンテナ鏡面形状が測定され、こ
の測定値を級数展開に基づき演算処理し、回転角に依存
しない鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変形を分離
する計算機を備えたものである。
【００１０】また、請求項４のアンテナ鏡面測定法は、
被測定主反射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転させ、
複数の異なる回転角の各状態において、上記複反射鏡ア
ンテナへの接近可能な位置での２次元の電界分布を測定
し、この測定値を平面波展開により演算処理して被測定
主反射鏡以外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無視でき
る被測定主反射鏡の近傍位置における２次元の電界分布
に変換し、この変換後の電界分布の位相項により演算処
理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存す
る鏡面の変形に分離して、上記被測定主反射鏡の鏡面形
状を求めるものである。
被測定主反射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転させ、
複数の異なる回転角の各状態において、上記複反射鏡ア
ンテナへの接近可能な位置での２次元の電界分布を測定
し、この測定値を平面波展開により演算処理して被測定
主反射鏡以外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無視でき
る被測定主反射鏡の近傍位置における２次元の電界分布
に変換し、この変換後の電界分布の位相項により演算処
理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存す
る鏡面の変形に分離して、上記被測定主反射鏡の鏡面形
状を求めるものである。
【００１１】また、請求項５のアンテナ鏡面測定法は、
被測定アンテナの開口より狭い範囲における近傍の２次
元の電界分布を測定し、この測定値を最小二乗法及び級
数展開に基づき演算処理し、回転角に依存しない鏡面の
形状と回転角に依存する鏡面の変形を分離し、かつ被測
定アンテナの形状を求めるものである。
被測定アンテナの開口より狭い範囲における近傍の２次
元の電界分布を測定し、この測定値を最小二乗法及び級
数展開に基づき演算処理し、回転角に依存しない鏡面の
形状と回転角に依存する鏡面の変形を分離し、かつ被測
定アンテナの形状を求めるものである。
【００１２】
【作用】第１のアンテナ鏡面測定装置は、ポジショナ
が、被測定アンテナを任意の回転角において静止させ、
測距測角儀及び制御装置が、この被測定アンテナを異な
る回転角の状態において鏡面測定し、計算機が、鏡面上
の所定の点の形状を測定系に固定した極座標系で級数に
展開するから、無重力状態で鏡面固有の変形と重力によ
る鏡面の変形を分離して測定することができる。
が、被測定アンテナを任意の回転角において静止させ、
測距測角儀及び制御装置が、この被測定アンテナを異な
る回転角の状態において鏡面測定し、計算機が、鏡面上
の所定の点の形状を測定系に固定した極座標系で級数に
展開するから、無重力状態で鏡面固有の変形と重力によ
る鏡面の変形を分離して測定することができる。
【００１３】第２のアンテナ鏡面測定装置は、ポジショ
ナが、被測定アンテナを任意の回転角において静止さ
せ、プローブ、スキャナ及び送受信機が、この被測定ア
ンテナを異なる回転角の状態において２次元の電界分布
を測定し、計算機が、鏡面上の所定の点の位相分布を測
定系に固定した極座標系で級数に展開するから、無重力
状態での電気特性を測定でき、かつ無重力状態での鏡面
固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して測定する
ことができる。
ナが、被測定アンテナを任意の回転角において静止さ
せ、プローブ、スキャナ及び送受信機が、この被測定ア
ンテナを異なる回転角の状態において２次元の電界分布
を測定し、計算機が、鏡面上の所定の点の位相分布を測
定系に固定した極座標系で級数に展開するから、無重力
状態での電気特性を測定でき、かつ無重力状態での鏡面
固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して測定する
ことができる。
【００１４】第３のアンテナ鏡面測定装置は、ポジショ
ナが、アンテナを任意の回転角において静止させ、回転
台が２軸以上の回転軸を有することにより球面走査ある
いは円筒走査し、プローブ及び送受信機がアンテナを異
なる回転角の状態において電界分布を測定し、計算機
が、この測定値から近傍の電界分布を求め、鏡面上の所
定の点の位相分布を測定系に固定した極座標系で級数に
展開するから、スキャナを必要としないことから屋外で
の測定が容易となり、大口径アンテナの測定に適し、か
つ無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変
形を分離して測定することができる。
ナが、アンテナを任意の回転角において静止させ、回転
台が２軸以上の回転軸を有することにより球面走査ある
いは円筒走査し、プローブ及び送受信機がアンテナを異
なる回転角の状態において電界分布を測定し、計算機
が、この測定値から近傍の電界分布を求め、鏡面上の所
定の点の位相分布を測定系に固定した極座標系で級数に
展開するから、スキャナを必要としないことから屋外で
の測定が容易となり、大口径アンテナの測定に適し、か
つ無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変
形を分離して測定することができる。
【００１５】第４のアンテナ鏡面測定法は、被測定主反
射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転させ、複数の異な
る回転角の各状態において、上記複反射鏡アンテナへの
接近可能な位置での２次元の電界分布を測定し、この測
定値を平面波展開により演算処理して被測定主反射鏡以
外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無視できる被測定主
反射鏡の近傍位置における２次元の電界分布に変換し、
この変換後の電界分布の位相項により演算処理し、回転
角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変
形に分離して、上記被測定主反射鏡の鏡面形状を求める
ので、複反射鏡アンテナ構造の被測定主反射鏡以外の一
次ホーンあるいは補助反射鏡等の影響を除去し、無重力
状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離
して測定することができる。
射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転させ、複数の異な
る回転角の各状態において、上記複反射鏡アンテナへの
接近可能な位置での２次元の電界分布を測定し、この測
定値を平面波展開により演算処理して被測定主反射鏡以
外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無視できる被測定主
反射鏡の近傍位置における２次元の電界分布に変換し、
この変換後の電界分布の位相項により演算処理し、回転
角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変
形に分離して、上記被測定主反射鏡の鏡面形状を求める
ので、複反射鏡アンテナ構造の被測定主反射鏡以外の一
次ホーンあるいは補助反射鏡等の影響を除去し、無重力
状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離
して測定することができる。
【００１６】第５のアンテナ鏡面測定法は、被測定アン
テナの電界分布を測定する範囲を開口面より狭くできる
から、大口径のアンテナの鏡面形状を開口径より狭い範
囲のスキャナによってプローブを走査し、無重力状態で
の鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して測
定することができる。
テナの電界分布を測定する範囲を開口面より狭くできる
から、大口径のアンテナの鏡面形状を開口径より狭い範
囲のスキャナによってプローブを走査し、無重力状態で
の鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して測
定することができる。
【００１７】
【実施例】実施例１． 図１はこの発明の実施例１を示す概略構成図であり、１
〜３は図１１に示した従来装置と同一のものである。７
はアンテナ１を取り付けて１つの軸回りに回転させるポ
ジショナ、８はアンテナ１及びポジショナ７を所定の高
さで固定して置く架台、９は異なる回転角で測定された
鏡面座標を演算処理する計算機である。
〜３は図１１に示した従来装置と同一のものである。７
はアンテナ１を取り付けて１つの軸回りに回転させるポ
ジショナ、８はアンテナ１及びポジショナ７を所定の高
さで固定して置く架台、９は異なる回転角で測定された
鏡面座標を演算処理する計算機である。
【００１８】次に動作について説明する。アンテナ１に
固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系及びｒ−θ極座
標系、測定系に固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系
及びｒ−φ極座標系を定義する。回転角Φ（φ＝θ＋
Φ）は測定系に固定した極座標系による値である。ポジ
ショナ７はアンテナ１を所定の回転角まで回転させ、そ
の状態で固定する。セオドライト２は制御装置３によっ
て固定されたアンテナ１の鏡面を３次元測定する。次
に、ポジショナ７を回転させ、異なる回転角で固定し、
鏡面を３次元測定する。この測定を繰り返すことによっ
て、回転角がΦi のときの３次元の鏡面座標が得られ
る。この測定値から理想的な鏡面からの法線方向のず
れ、すなわち鏡面誤差ｆi （ｒ、θ）を各点に対して求
める。このようにして得られた鏡面誤差の測定値を級数
展開することによって、無重力状態での鏡面固有の変形
と重力による鏡面の変形などを分離する。まず、回転角
を連続的に変化させて鏡面測定する場合、鏡面誤差の測
定値ｆ（ｒ、θ、φ）は、角度成分φに関するフーリエ
級数で次のように展開できる。
固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系及びｒ−θ極座
標系、測定系に固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系
及びｒ−φ極座標系を定義する。回転角Φ（φ＝θ＋
Φ）は測定系に固定した極座標系による値である。ポジ
ショナ７はアンテナ１を所定の回転角まで回転させ、そ
の状態で固定する。セオドライト２は制御装置３によっ
て固定されたアンテナ１の鏡面を３次元測定する。次
に、ポジショナ７を回転させ、異なる回転角で固定し、
鏡面を３次元測定する。この測定を繰り返すことによっ
て、回転角がΦi のときの３次元の鏡面座標が得られ
る。この測定値から理想的な鏡面からの法線方向のず
れ、すなわち鏡面誤差ｆi （ｒ、θ）を各点に対して求
める。このようにして得られた鏡面誤差の測定値を級数
展開することによって、無重力状態での鏡面固有の変形
と重力による鏡面の変形などを分離する。まず、回転角
を連続的に変化させて鏡面測定する場合、鏡面誤差の測
定値ｆ（ｒ、θ、φ）は、角度成分φに関するフーリエ
級数で次のように展開できる。
【００１９】
【数１】
【００２０】フーリエ係数ａ0 （ｒ、θ）、ａn （ｒ、
θ）、ｂn （ｒ、θ）は各点（ｒ、θ）において決ま
る。また、異なる回転角で行う測定回数Ｎ（≧２）が十
分大きくない場合、展開項数を有限項で打ち切る必要が
あり、回転角を等角度間隔にとると、
θ）、ｂn （ｒ、θ）は各点（ｒ、θ）において決ま
る。また、異なる回転角で行う測定回数Ｎ（≧２）が十
分大きくない場合、展開項数を有限項で打ち切る必要が
あり、回転角を等角度間隔にとると、
【００２１】
【数２】
【００２２】となり、次のようにフーリエ係数が各々求
められる。
められる。
【００２３】
【数３】
【００２４】さらに、各係数ａ0 （ｒ、θ）、ａ
n （ｒ、θ）、ｂn （ｒ、θ）を、鏡面に固定した角度
成分θに関するフーリエ係数によって次のように展開す
れば、測定誤差などのその他の要因による誤差解析が容
易になる。ここで、次の式（４）における係数α
k 0 （ｒ）、β k 0 （ｒ）は、所定のｒにおいて、ａ
0 （ｒ、θ）をθに関してフーリエ展開する（ｓｉｎ、
ｃｏｓの直交性を用いて計算する）ことにより得られ
る。また、同様にして、係数α k n （ｒ）、β k n （ｒ）
は、ａ n （ｒ、θ）を、係数ξ k n （ｒ）、η k n （ｒ）
は、ｂ n （ｒ、θ）をフーリエ展開することにより得ら
れる。
n （ｒ、θ）、ｂn （ｒ、θ）を、鏡面に固定した角度
成分θに関するフーリエ係数によって次のように展開す
れば、測定誤差などのその他の要因による誤差解析が容
易になる。ここで、次の式（４）における係数α
k 0 （ｒ）、β k 0 （ｒ）は、所定のｒにおいて、ａ
0 （ｒ、θ）をθに関してフーリエ展開する（ｓｉｎ、
ｃｏｓの直交性を用いて計算する）ことにより得られ
る。また、同様にして、係数α k n （ｒ）、β k n （ｒ）
は、ａ n （ｒ、θ）を、係数ξ k n （ｒ）、η k n （ｒ）
は、ｂ n （ｒ、θ）をフーリエ展開することにより得ら
れる。
【００２５】
【数４】
【００２６】図２に鏡面の重力による変形の説明図を示
す。１ａが無重力状態での鏡面固有の形状であり実線で
示し、１ｂが重力によって変形した場合の形状であり破
線で示す。鏡面上の重力変形は微少量で線形の場合、重
力の法線方向の変位ベクトルδは次のようになる。
す。１ａが無重力状態での鏡面固有の形状であり実線で
示し、１ｂが重力によって変形した場合の形状であり破
線で示す。鏡面上の重力変形は微少量で線形の場合、重
力の法線方向の変位ベクトルδは次のようになる。
【００２７】
【数５】
【００２８】ただし、ベクトルｎは鏡面の法線単位ベク
トル、ベクトルＧは重力のベクトル、Ｃ（ｒ、θ）は鏡
面上の各点の変形に依存した未知スカラ係数である。ベ
クトルδの法線方向の成分δn はφに関して整理すれば
次のようになる。
トル、ベクトルＧは重力のベクトル、Ｃ（ｒ、θ）は鏡
面上の各点の変形に依存した未知スカラ係数である。ベ
クトルδの法線方向の成分δn はφに関して整理すれば
次のようになる。
【００２９】
【数６】
【００３０】これより、無重力状態における鏡面固有の
変形をｑ（ｒ、θ）とすれば、鏡面誤差ｆ（ｒ、θ、
φ）は次のようになる。
変形をｑ（ｒ、θ）とすれば、鏡面誤差ｆ（ｒ、θ、
φ）は次のようになる。
【００３１】
【数７】
【００３２】各点（ｒ、θ）において、式（１）〜式
（３）と式（７）を係数比較し、連立して解けば無重力
状態における鏡面固有の変形をｑ（ｒ、θ）及び重力に
よる変形δn （ｒ、θ、φ）が求められる。
（３）と式（７）を係数比較し、連立して解けば無重力
状態における鏡面固有の変形をｑ（ｒ、θ）及び重力に
よる変形δn （ｒ、θ、φ）が求められる。
【００３３】従って、鏡面上の所定の点の形状を測定系
に固定した極座標系で級数に展開することによって、無
重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を
分離して測定するものである。
に固定した極座標系で級数に展開することによって、無
重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を
分離して測定するものである。
【００３４】なお、実施例１では、セオドライトを用い
た場合について示したが、写真測量、レーザホログラフ
ィ法等その他の機械測定装置を用いた場合でも実施例１
と同様の効果がある。また、被測定アンテナはパラボ
ラ、オフセット形式、複反射鏡鏡アンテナ形式のいずれ
の場合であっても同様に適用でき、同様の効果がある。
た場合について示したが、写真測量、レーザホログラフ
ィ法等その他の機械測定装置を用いた場合でも実施例１
と同様の効果がある。また、被測定アンテナはパラボ
ラ、オフセット形式、複反射鏡鏡アンテナ形式のいずれ
の場合であっても同様に適用でき、同様の効果がある。
【００３５】実施例２． 図３はこの発明の実施例２を示す概略構成図であり、
１、４〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであ
る。７〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一の
ものである。アンテナのビーム軸をｚ軸としてアンテナ
に固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系、スキャナ５
に固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系と定義し、ｚ
軸とＺ軸の位置を一致させる。アンテナ１はｘ−ｙ面と
Ｘ−Ｙ面を平行にするように設定する。ポジショナ７
が、アンテナ１を任意の回転角Φ（φ＝θ＋Φ）まで回
転させ、その状態で固定する。プローブ４はスキャナ５
によって平面走査し、固定されたアンテナ１の２次元の
電界分布を測定する。次に、ポジショナ７を回転させ、
異なる回転角で固定し、２次元の電界分布を測定する。
この測定を繰り返すことによって、回転角がΦi のとき
の２次元の電界分布が得られる。この測定値の位相分布
により理想的な鏡面による位相分布からのずれ、すなわ
ち位相誤差Ｆi （ｒ、θ）が各点に対して得られる。こ
のようにして得られた位相誤差の測定値を式（１）〜式
（４）のようにして級数展開する。また、重力による変
形は式（５）のδで示され、δのｚ方向成分δz とおく
と、位相誤差δp ［ｒａｄ］は次のようになる。ここ
で、Θは、上記ｘ−ｙ−ｚ直交座標系のｚ軸上のアンテ
ナ１の焦点からアンテナ１上の点へ向かうベクトルの、
ｚ軸の正方向とのなす角である。
１、４〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであ
る。７〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一の
ものである。アンテナのビーム軸をｚ軸としてアンテナ
に固定した座標系をｘ−ｙ−ｚ直交座標系、スキャナ５
に固定した座標系をＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系と定義し、ｚ
軸とＺ軸の位置を一致させる。アンテナ１はｘ−ｙ面と
Ｘ−Ｙ面を平行にするように設定する。ポジショナ７
が、アンテナ１を任意の回転角Φ（φ＝θ＋Φ）まで回
転させ、その状態で固定する。プローブ４はスキャナ５
によって平面走査し、固定されたアンテナ１の２次元の
電界分布を測定する。次に、ポジショナ７を回転させ、
異なる回転角で固定し、２次元の電界分布を測定する。
この測定を繰り返すことによって、回転角がΦi のとき
の２次元の電界分布が得られる。この測定値の位相分布
により理想的な鏡面による位相分布からのずれ、すなわ
ち位相誤差Ｆi （ｒ、θ）が各点に対して得られる。こ
のようにして得られた位相誤差の測定値を式（１）〜式
（４）のようにして級数展開する。また、重力による変
形は式（５）のδで示され、δのｚ方向成分δz とおく
と、位相誤差δp ［ｒａｄ］は次のようになる。ここ
で、Θは、上記ｘ−ｙ−ｚ直交座標系のｚ軸上のアンテ
ナ１の焦点からアンテナ１上の点へ向かうベクトルの、
ｚ軸の正方向とのなす角である。
【００３６】
【数８】
【００３７】これより、δp はφに関して式（６）と同
様にして整理でき、無重力状態における鏡面固有の変形
よって生じる位相誤差をｐ（ｒ、θ）とすれば、位相誤
差Ｆ（ｒ、θ、φ）は次のようになる。
様にして整理でき、無重力状態における鏡面固有の変形
よって生じる位相誤差をｐ（ｒ、θ）とすれば、位相誤
差Ｆ（ｒ、θ、φ）は次のようになる。
【００３８】
【数９】
【００３９】これより、無重力状態における鏡面固有の
変形ｐ（ｒ、θ）及び重力による変形δp （ｒ、θ、
φ）が求められる。また、この発明では、無重力状態に
おける鏡面固有の変形と被測定アンテナの電界分布が測
定できるので、無重力状態における電気特性が得られ、
アンテナの性能評価を同時に行うことができる。
変形ｐ（ｒ、θ）及び重力による変形δp （ｒ、θ、
φ）が求められる。また、この発明では、無重力状態に
おける鏡面固有の変形と被測定アンテナの電界分布が測
定できるので、無重力状態における電気特性が得られ、
アンテナの性能評価を同時に行うことができる。
【００４０】従って、鏡面上の所定の点の位相分布を測
定系に固定した極座標系で級数に展開することによっ
て、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の
変形を分離して測定するものである。
定系に固定した極座標系で級数に展開することによっ
て、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の
変形を分離して測定するものである。
【００４１】なお、送受信機は送信機と受信機が一体で
あっても、別々の機器であっても同様の効果を有する。
あっても、別々の機器であっても同様の効果を有する。
【００４２】実施例３． 図４はこの発明の実施例３を示す概略構成図であり、４
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
ある。アンテナ１０はカセグレンアンテナ、１０ａは焦
点Ｆ1 を有する軸対称のパラボラからなる主反射鏡、１
０ｂは焦点Ｆ1 及び焦点Ｆ2 を有する回転双曲面からな
る副反射鏡、１０ｃは点Ｆ2に位相中心を有する一次ホ
ーンである。プローブ４を副反射鏡１０ｂより主反射鏡
１０ａに近付け、電界分布を測定することは物理的にで
きないことは図から明らかである。そのため、Ｉ−Ｉ面
のような位置で電界分布を測定しなければならない。Ｉ
−Ｉ面では、一次ホーン１０ｃから放射された電波が副
反射鏡１０ｂで反射し、主反射鏡１０ａに向かい反射し
て平面波に変換されて伝搬していくものと、一次ホーン
１０ｃから放射された電波が副反射鏡１０ｂからもれ、
スピルオーバが球面波として伝搬していくものが存在
し、図において両者の波面は破線及び点線のようにな
る。このため、両者の干渉により干渉縞が生じ、測定さ
れた位相分布は実際の鏡面を正確に表すものではないこ
とがわかる。このようなスピルオーバの影響を除去する
ため、Ｉ−Ｉ面で測定された電界分布を波動的にＩＩ−
ＩＩ面内に位置変換する。ここでは、平面波展開法によ
って電界分布を位置変換する場合を示す。Ｉ−Ｉ面をｚ
＝ｚ1 とおくと、電界分布ベクトルＥ（ｒ）は、次のよ
うに展開できる。
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
ある。アンテナ１０はカセグレンアンテナ、１０ａは焦
点Ｆ1 を有する軸対称のパラボラからなる主反射鏡、１
０ｂは焦点Ｆ1 及び焦点Ｆ2 を有する回転双曲面からな
る副反射鏡、１０ｃは点Ｆ2に位相中心を有する一次ホ
ーンである。プローブ４を副反射鏡１０ｂより主反射鏡
１０ａに近付け、電界分布を測定することは物理的にで
きないことは図から明らかである。そのため、Ｉ−Ｉ面
のような位置で電界分布を測定しなければならない。Ｉ
−Ｉ面では、一次ホーン１０ｃから放射された電波が副
反射鏡１０ｂで反射し、主反射鏡１０ａに向かい反射し
て平面波に変換されて伝搬していくものと、一次ホーン
１０ｃから放射された電波が副反射鏡１０ｂからもれ、
スピルオーバが球面波として伝搬していくものが存在
し、図において両者の波面は破線及び点線のようにな
る。このため、両者の干渉により干渉縞が生じ、測定さ
れた位相分布は実際の鏡面を正確に表すものではないこ
とがわかる。このようなスピルオーバの影響を除去する
ため、Ｉ−Ｉ面で測定された電界分布を波動的にＩＩ−
ＩＩ面内に位置変換する。ここでは、平面波展開法によ
って電界分布を位置変換する場合を示す。Ｉ−Ｉ面をｚ
＝ｚ1 とおくと、電界分布ベクトルＥ（ｒ）は、次のよ
うに展開できる。
【００４３】
【数１０】
【００４４】
【数１１】
【００４５】ここで、ベクトルｂ（１、Ｋ）はｚ軸に関
するＴＭ波の電界成分の平面波のスペクトラム、ベクト
ルｂ（２、Ｋ）はｚ軸に関するＴＥ波の電界成分の平面
波のスペクトラム、γは伝搬定数、ｋは自由空間波数、
ωは角周波数、μは透磁率、εは誘電率を示す。また、
図５の座標系において、ベクトルｒは位置ベクトル
（ｘ、ｙ、ｚ1 ）、（ｒ、θ、Θ）、ベクトルＲは位置
ベクトルｒのｚ軸に垂直な成分、ベクトルｅx 、ｅy 、
ｅz はｘ、ｙ、ｚ座標系の単位ベクトルを示す。フーリ
エ逆変換によりｂ（ｍ、Ｋ）は次のようになる。
するＴＭ波の電界成分の平面波のスペクトラム、ベクト
ルｂ（２、Ｋ）はｚ軸に関するＴＥ波の電界成分の平面
波のスペクトラム、γは伝搬定数、ｋは自由空間波数、
ωは角周波数、μは透磁率、εは誘電率を示す。また、
図５の座標系において、ベクトルｒは位置ベクトル
（ｘ、ｙ、ｚ1 ）、（ｒ、θ、Θ）、ベクトルＲは位置
ベクトルｒのｚ軸に垂直な成分、ベクトルｅx 、ｅy 、
ｅz はｘ、ｙ、ｚ座標系の単位ベクトルを示す。フーリ
エ逆変換によりｂ（ｍ、Ｋ）は次のようになる。
【００４６】
【数１２】
【００４７】ここで、Ｅt はｚ軸に垂直な電界分布の成
分である。よって、ＩＩ−ＩＩ面がｚ＝ｚ0 のとき、式
（１２）の平面波スペクトラムｂ（ｍ、Ｋ）を式（１
０）に代入して、ＩＩ−ＩＩ面内の電界分布は、ｚ＝ｚ
0 として求められる。これより、鏡面を正確に表す位相
分布が得られ、理想的な鏡面による位相分布からのず
れ、すなわち位相誤差Ｆi （ｒ、θ）が各点において求
められる。さらに、式（８）、式（９）により、この発
明の実施例２と同様にして、無重力状態での鏡面固有の
変形と重力による鏡面の変形を分離して求めることがで
きる。
分である。よって、ＩＩ−ＩＩ面がｚ＝ｚ0 のとき、式
（１２）の平面波スペクトラムｂ（ｍ、Ｋ）を式（１
０）に代入して、ＩＩ−ＩＩ面内の電界分布は、ｚ＝ｚ
0 として求められる。これより、鏡面を正確に表す位相
分布が得られ、理想的な鏡面による位相分布からのず
れ、すなわち位相誤差Ｆi （ｒ、θ）が各点において求
められる。さらに、式（８）、式（９）により、この発
明の実施例２と同様にして、無重力状態での鏡面固有の
変形と重力による鏡面の変形を分離して求めることがで
きる。
【００４８】従って、２次元の電界分布の測定値を鏡面
により近い位置における電界分布に変換することによっ
て、主反射鏡以外の一次ホーンあるいは補助反射鏡の影
響を除去し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力によ
る鏡面の変形を分離して測定することができる。
により近い位置における電界分布に変換することによっ
て、主反射鏡以外の一次ホーンあるいは補助反射鏡の影
響を除去し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力によ
る鏡面の変形を分離して測定することができる。
【００４９】実施例４． 図６はこの発明の実施例４を示す概略構成図であり、４
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
あり、１１は大口径アンテナである。また、図７にスキ
ャナ５の走査面内に投影したアンテナの開口面、回転角
を９０゜間隔とした場合のスキャナ５の範囲を示す。図
において、回転角が０゜の場合の走査範囲を実線及び実
線の斜線、回転角が１８０゜の場合の走査範囲を破線及
び破線の斜線、回転角が９０゜の場合の走査範囲を一点
鎖線、回転角が２７０゜の場合の走査範囲を二点鎖線で
示す。ここでは、このように開口面全体をスキャナ５が
走査しないものについて示す。回転角がΦi のときの走
査範囲をＳi 、位相分布の測定値をＦi （ｒ、θ）とお
き、式（１）のフーリエ係数を最小二乗法により求め
る。まず、最小二乗誤差ε（ｒ、θ）を次のように定義
する。
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
あり、１１は大口径アンテナである。また、図７にスキ
ャナ５の走査面内に投影したアンテナの開口面、回転角
を９０゜間隔とした場合のスキャナ５の範囲を示す。図
において、回転角が０゜の場合の走査範囲を実線及び実
線の斜線、回転角が１８０゜の場合の走査範囲を破線及
び破線の斜線、回転角が９０゜の場合の走査範囲を一点
鎖線、回転角が２７０゜の場合の走査範囲を二点鎖線で
示す。ここでは、このように開口面全体をスキャナ５が
走査しないものについて示す。回転角がΦi のときの走
査範囲をＳi 、位相分布の測定値をＦi （ｒ、θ）とお
き、式（１）のフーリエ係数を最小二乗法により求め
る。まず、最小二乗誤差ε（ｒ、θ）を次のように定義
する。
【００５０】
【数１３】
【００５１】これより、ε（ｒ、θ）を各点（ｒ、θ）
ごとに最小にすればよいから、
ごとに最小にすればよいから、
【００５２】
【数１４】
【００５３】を解けばフーリエ係数ａ0 （ｒ、θ）、ａ
n （ｒ、θ）、ｂn （ｒ、θ）が求められ、式（９）と
係数比較すればこの発明の実施例２と同様に解ける。
n （ｒ、θ）、ｂn （ｒ、θ）が求められ、式（９）と
係数比較すればこの発明の実施例２と同様に解ける。
【００５４】従って、スキャナが、プローブを走査して
アンテナの電界分布を測定する範囲をアンテナの開口面
より狭くしているから、大口径のアンテナにおいても、
無重力状態での鏡面固有の変形や重力による鏡面の変形
を分離して測定することができる。
アンテナの電界分布を測定する範囲をアンテナの開口面
より狭くしているから、大口径のアンテナにおいても、
無重力状態での鏡面固有の変形や重力による鏡面の変形
を分離して測定することができる。
【００５５】なお、実施例４では被測定アンテナの電界
分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライト
などによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果を
有する。
分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライト
などによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果を
有する。
【００５６】実施例５． 図８はこの発明の実施例５を示す概略構成図であり、４
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
ある。ポジショナ７は、重力の働く方向ベクトルと直交
する軸の回りで回転するように設定され、開口面とスキ
ャナの走査面を平行にする。測定系に依存した直交単位
ベクトル（ｉ、ｊ、ｋ）を定義すると、重力のベクトル
Ｇは次のようになる。
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
ある。ポジショナ７は、重力の働く方向ベクトルと直交
する軸の回りで回転するように設定され、開口面とスキ
ャナの走査面を平行にする。測定系に依存した直交単位
ベクトル（ｉ、ｊ、ｋ）を定義すると、重力のベクトル
Ｇは次のようになる。
【００５７】
【数１５】
【００５８】また、鏡面が回転対称である場合、球座標
系の単位ベクトル（ｅρ、ｅΘ、ｅθ）より鏡面の法線
単位ベクトルｎは次のようになる。
系の単位ベクトル（ｅρ、ｅΘ、ｅθ）より鏡面の法線
単位ベクトルｎは次のようになる。
【００５９】
【数１６】
【００６０】式（５）、式（８）に式（１５）、式（１
６）を代入して整理すれば、δp （ｒ、θ、φ）は次の
ようになる。
６）を代入して整理すれば、δp （ｒ、θ、φ）は次の
ようになる。
【００６１】
【数１７】
【００６２】式(17)を式(9)に代入して式(1)と係数比較
すれば、フーリエ係数a0 （ｒ、θ）が鏡面固有の変形
ｐ（ｒ、θ）に対応し、ａ1（ｒ、θ）ｃｏｓφが重力
による変形δp（ｒ、θ、φ）に対応する。
すれば、フーリエ係数a0 （ｒ、θ）が鏡面固有の変形
ｐ（ｒ、θ）に対応し、ａ1（ｒ、θ）ｃｏｓφが重力
による変形δp（ｒ、θ、φ）に対応する。
【００６３】従って、ポジショナが、重力の働く方向ベ
クトルと直交する軸の回りで回転するから、無重力状態
での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して
測定することができる。
クトルと直交する軸の回りで回転するから、無重力状態
での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して
測定することができる。
【００６４】なお、実施例５では、被測定アンテナの電
界分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライ
トなどによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果
を有する。
界分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライ
トなどによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果
を有する。
【００６５】実施例６． 図９はこの発明の実施例６を示す概略構成図であり、４
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
あり、１２は金属メッシュ１２ａとマスト１２ｂからな
るメッシュアンテナ、１３は回転した場合の重力変形を
微少量に抑えるためにマスト１２ｂを固定するための剛
性の高い支持体である。ポジショナ７によって回転させ
た場合、鏡面が非線形な変形が生じると、式（１）にお
いて、高次のフーリエ係数の成分が大きくなり、測定回
数の少ない場合にフーリエ展開が困難になる。そのた
め、支持体１３によってマストを線形の変形に抑えるこ
とによって、この発明の実施例２と同様に解ける。
〜６は図１２に示した従来装置と同一のものであり、７
〜９は図１に示したこの発明の実施例１と同一のもので
あり、１２は金属メッシュ１２ａとマスト１２ｂからな
るメッシュアンテナ、１３は回転した場合の重力変形を
微少量に抑えるためにマスト１２ｂを固定するための剛
性の高い支持体である。ポジショナ７によって回転させ
た場合、鏡面が非線形な変形が生じると、式（１）にお
いて、高次のフーリエ係数の成分が大きくなり、測定回
数の少ない場合にフーリエ展開が困難になる。そのた
め、支持体１３によってマストを線形の変形に抑えるこ
とによって、この発明の実施例２と同様に解ける。
【００６６】従って、剛性の高い支持体が、金属メッシ
ュを張るマストを固定して回転させるから、重力変形が
極めて大きな鏡面の場合でも、無重力状態での鏡面固有
の変形と重力による鏡面の変形を分離して測定すること
ができる。
ュを張るマストを固定して回転させるから、重力変形が
極めて大きな鏡面の場合でも、無重力状態での鏡面固有
の変形と重力による鏡面の変形を分離して測定すること
ができる。
【００６７】なお、実施例６では、被測定アンテナの電
界分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライ
トなどによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果
を有する。
界分布を測定しているが、実施例１のようにセオドライ
トなどによる鏡面形状の機械測定であっても同様の効果
を有する。
【００６８】実施例７． 図１０はこの発明の実施例７を示す概略構成図であり、
１、６、７、９は図１に示したこの発明の実施例１と同
一のものであり、１４は送信アンテナ、１５は参照アン
テナ、１６は球面走査する回転台である。ポジショナ７
はアンテナのビーム軸を中心として回転し、所定の回転
角で静止し、異なる回転角の状態において球面走査する
ことによってアンテナの２次元の電界分布が測定され、
２次元の電界分布の測定値を、計算機を用いて鏡面によ
り近い位置における電界分布に変換され、鏡面上の所定
の点に対応する位相分布が得られる。電界分布の位置変
換は、式（１０）〜式（１２）で求められる。また、一
次ホーンによるスピルオーバや副反射鏡による回折波は
広角のみに影響することから、電界分布を十分遠方にお
いて測定することにより、このような影響を小さくでき
る。ここで、回転角がΦi のときの遠方界の２次元の電
界分布をＥi （θ′、φ′）とし、ｚ＝０の開口面に位
置変換する場合は、開口面の電界分布Ｅi(ap) （ｘ、
ｙ）は次のようになる。
１、６、７、９は図１に示したこの発明の実施例１と同
一のものであり、１４は送信アンテナ、１５は参照アン
テナ、１６は球面走査する回転台である。ポジショナ７
はアンテナのビーム軸を中心として回転し、所定の回転
角で静止し、異なる回転角の状態において球面走査する
ことによってアンテナの２次元の電界分布が測定され、
２次元の電界分布の測定値を、計算機を用いて鏡面によ
り近い位置における電界分布に変換され、鏡面上の所定
の点に対応する位相分布が得られる。電界分布の位置変
換は、式（１０）〜式（１２）で求められる。また、一
次ホーンによるスピルオーバや副反射鏡による回折波は
広角のみに影響することから、電界分布を十分遠方にお
いて測定することにより、このような影響を小さくでき
る。ここで、回転角がΦi のときの遠方界の２次元の電
界分布をＥi （θ′、φ′）とし、ｚ＝０の開口面に位
置変換する場合は、開口面の電界分布Ｅi(ap) （ｘ、
ｙ）は次のようになる。
【００６９】
【数１８】
【００７０】これより、位相分布Ｆi （ｒ、θ）が得ら
れ、この発明の実施例２と同様に解ける。
れ、この発明の実施例２と同様に解ける。
【００７１】従って、遠方界の測定によって無重力状態
での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して
測定することができる。
での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を分離して
測定することができる。
【００７２】なお、実施例７では、被測定アンテナが受
信の場合について示したが、送信の場合も同様に作用
し、同様の効果を有する。また、実施例２〜実施例６に
ついても、送受可逆であり、同様の効果を奏する。ま
た、被測定アンテナの遠方界の電界分布を測定している
場合について示したが、被測定アンテナの近傍界の電界
分布を測定した場合であっても同様の効果がある。ま
た、２軸以上回転する球面走査できる回転台を用いた場
合について示したが、回転台が一軸のみ回転し、被測定
アンテナあるいはプローブを１方向に走査できるスキャ
ナを備え、円筒走査できる場合であっても同様の効果が
ある。また、実施例３のように電界分布を異なる位置に
変換した場合でも同様の効果がある。また、実施例５の
ようにポジショナの回転軸を水平面内に設定した場合で
あっても同様の効果がある。また、実施例６のように被
測定アンテナの背部に支持体を備えた場合でも同様の効
果がある。
信の場合について示したが、送信の場合も同様に作用
し、同様の効果を有する。また、実施例２〜実施例６に
ついても、送受可逆であり、同様の効果を奏する。ま
た、被測定アンテナの遠方界の電界分布を測定している
場合について示したが、被測定アンテナの近傍界の電界
分布を測定した場合であっても同様の効果がある。ま
た、２軸以上回転する球面走査できる回転台を用いた場
合について示したが、回転台が一軸のみ回転し、被測定
アンテナあるいはプローブを１方向に走査できるスキャ
ナを備え、円筒走査できる場合であっても同様の効果が
ある。また、実施例３のように電界分布を異なる位置に
変換した場合でも同様の効果がある。また、実施例５の
ようにポジショナの回転軸を水平面内に設定した場合で
あっても同様の効果がある。また、実施例６のように被
測定アンテナの背部に支持体を備えた場合でも同様の効
果がある。
【００７３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、請求項
１のアンテナ鏡面測定装置によれば、ポジショナが、被
測定アンテナを任意の回転角において静止させ、測距測
角儀及び制御装置が、この被測定アンテナを異なる回転
角の状態において鏡面測定し、計算機が、鏡面上の所定
の点の形状を測定系に固定した極座標系で級数に展開す
るから、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡
面の変形を分離して測定することができるという効果が
ある。
１のアンテナ鏡面測定装置によれば、ポジショナが、被
測定アンテナを任意の回転角において静止させ、測距測
角儀及び制御装置が、この被測定アンテナを異なる回転
角の状態において鏡面測定し、計算機が、鏡面上の所定
の点の形状を測定系に固定した極座標系で級数に展開す
るから、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡
面の変形を分離して測定することができるという効果が
ある。
【００７４】また、請求項２のアンテナ鏡面測定装置に
よれば、ポジショナが、被測定アンテナを任意の回転角
において静止させ、プローブ、スキャナ及び送受信機
が、この被測定アンテナを異なる回転角の状態において
２次元の電界分布を測定し、計算機が、鏡面上の所定の
点の位相分布を測定系に固定した極座標系で級数に展開
するから、無重力状態での電気特性を測定でき、かつ無
重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を
分離して測定することができるという効果がある。
よれば、ポジショナが、被測定アンテナを任意の回転角
において静止させ、プローブ、スキャナ及び送受信機
が、この被測定アンテナを異なる回転角の状態において
２次元の電界分布を測定し、計算機が、鏡面上の所定の
点の位相分布を測定系に固定した極座標系で級数に展開
するから、無重力状態での電気特性を測定でき、かつ無
重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面の変形を
分離して測定することができるという効果がある。
【００７５】また、請求項３のアンテナ鏡面測定装置に
よれば、ポジショナが、アンテナを任意の回転角におい
て静止させ、回転台が２軸以上の回転軸を有することに
より球面走査あるいは円筒走査し、プローブ及び送受信
機がアンテナを異なる回転角の状態において電界分布を
測定し、計算機が、この測定値から近傍の電界分布を求
め、鏡面上の所定の点の位相分布を測定系に固定した極
座標系で級数に展開するから、スキャナを必要としない
ことから屋外での測定が容易となり、大口径アンテナの
測定に適し、かつ無重力状態での鏡面固有の変形と重力
による鏡面の変形を分離して測定することができるとい
う効果がある。
よれば、ポジショナが、アンテナを任意の回転角におい
て静止させ、回転台が２軸以上の回転軸を有することに
より球面走査あるいは円筒走査し、プローブ及び送受信
機がアンテナを異なる回転角の状態において電界分布を
測定し、計算機が、この測定値から近傍の電界分布を求
め、鏡面上の所定の点の位相分布を測定系に固定した極
座標系で級数に展開するから、スキャナを必要としない
ことから屋外での測定が容易となり、大口径アンテナの
測定に適し、かつ無重力状態での鏡面固有の変形と重力
による鏡面の変形を分離して測定することができるとい
う効果がある。
【００７６】また、請求項４のアンテナ鏡面測定法によ
れば、被測定主反射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転
させ、複数の異なる回転角の各状態において、上記複反
射鏡アンテナへの接近可能な位置での２次元の電界分布
を測定し、この測定値を平面波展開により演算処理して
被測定主反射鏡以外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無
視できる被測定主反射鏡の近傍位置における２次元の電
界分布に変換し、この変換後の電界分布の位相項により
演算処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に
依存する鏡面の変形に分離して、上記被測定主反射鏡の
鏡面形状を求めるので、複反射鏡アンテナ構造の被測定
主反射鏡以外の一次ホーンあるいは補助反射鏡等の影響
を除去し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による
鏡面の変形を分離して測定することができる効果があ
る。
れば、被測定主反射鏡を有する複反射鏡アンテナを回転
させ、複数の異なる回転角の各状態において、上記複反
射鏡アンテナへの接近可能な位置での２次元の電界分布
を測定し、この測定値を平面波展開により演算処理して
被測定主反射鏡以外の複反射鏡アンテナ構造の影響を無
視できる被測定主反射鏡の近傍位置における２次元の電
界分布に変換し、この変換後の電界分布の位相項により
演算処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に
依存する鏡面の変形に分離して、上記被測定主反射鏡の
鏡面形状を求めるので、複反射鏡アンテナ構造の被測定
主反射鏡以外の一次ホーンあるいは補助反射鏡等の影響
を除去し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による
鏡面の変形を分離して測定することができる効果があ
る。
【００７７】また、請求項５のアンテナ鏡面測定装置に
よれば、被測定アンテナの電界分布を測定する範囲を開
口面より狭くできるから、大口径のアンテナの鏡面形状
を開口径より狭い範囲のスキャナによってプローブを走
査し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面
の変形を分離して測定することができるという効果があ
る。
よれば、被測定アンテナの電界分布を測定する範囲を開
口面より狭くできるから、大口径のアンテナの鏡面形状
を開口径より狭い範囲のスキャナによってプローブを走
査し、無重力状態での鏡面固有の変形と重力による鏡面
の変形を分離して測定することができるという効果があ
る。
【図１】この発明の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施例１の重力変形の説明図であ
る。
る。
【図３】この発明の実施例２を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施例３を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施例３の座標系の説明図である。
【図６】この発明の実施例４を示す概略構成図である。
【図７】この発明の実施例４の説明図である。
【図８】この発明の実施例５を示す概略構成図である。
【図９】この発明の実施例６を示す概略構成図である。
【図１０】この発明の実施例７を示す概略構成図であ
る。
る。
【図１１】従来のセオドライトによるアンテナ鏡面測定
装置を示す概略構成図である。
装置を示す概略構成図である。
【図１２】従来の近傍界測定によるアンテナ鏡面測定装
置を示す概略構成図である。
置を示す概略構成図である。
１ アンテナ ２ セオドライト ３ 制御装置 ４ プローブ ５ スキャナ ６ 送受信機 ７ ポジショナ ８ 架台 ９ 計算機 １０ ２枚鏡アンテナ １１ 大口径アンテナ １２ メッシュアンテナ １３ 支持体 １４ 送信アンテナ １５ 参照アンテナ １６ 回転台
フロントページの続き (72)発明者 出口 博之 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 蛭子井 貴 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−157504（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 測距測角儀を用いて反射鏡アンテナの鏡
面形状を測定するアンテナ鏡面測定装置において、被測
定アンテナを設置し、この被測定アンテナの主ビームを
軸として回転し、かつ所要の回転角に静止するポジショ
ナと、このポジショナにより複数の異なる回転角の各状
態においてアンテナ鏡面形状が測定され、この測定値を
演算処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に
依存する鏡面の変形を分離する計算機を備えたことを特
徴とするアンテナ鏡面測定装置。 - 【請求項２】 電界分布を測定するプローブと、このプ
ローブを走査するスキャナと、被測定アンテナとプロー
ブとで信号を送受信する送受信機からなる近傍界測定装
置を用いて、反射鏡アンテナの近傍の電界分布を測定
し、この電界分布の位相項より鏡面形状を求めるアンテ
ナ鏡面測定装置において、被測定アンテナを設置し、こ
の被測定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ所
要の回転角に静止するポジショナと、このポジショナに
より複数の異なる回転角の各状態におけるアンテナ鏡面
形状が測定され、この測定値を演算処理し、回転角に依
存しない鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変形を分
離する計算機を備えたことを特徴とするアンテナ鏡面測
定装置。 - 【請求項３】 被測定アンテナを設置した２軸以上の回
転軸を有する回転台と、被測定アンテナとプローブとで
信号を送受信する送受信機と、この測定値を平面波展開
あるいは球面波展開などによって演算処理し、この被測
定アンテナの近傍の電界分布を求め、この電界分布の位
相項より鏡面形状を求める演算機を備えたアンテナ鏡面
測定装置において、被測定アンテナを設置し、この被測
定アンテナの主ビームを軸として回転し、かつ所要の回
転角に静止するポジショナと、このポジショナにより複
数の異なる回転角の各状態におけるアンテナ鏡面形状が
測定され、この測定値を演算処理し、回転角に依存しな
い鏡面の形状と回転角に依存する鏡面の変形を分離する
計算機を備えたことを特徴とするアンテナ鏡面測定装
置。 - 【請求項４】 被測定主反射鏡を有する複反射鏡アンテ
ナを回転させ、複数の異なる回転角の各状態において、
上記複反射鏡アンテナへの接近可能な位置での２次元の
電界分布を測定し、この測定値を平面波展開により演算
処理して被測定主反射鏡以外の複反射鏡アンテナ構造の
影響を無視できる被測定主反射鏡の近傍位置における２
次元の電界分布に変換し、この変換後の電界分布の位相
項により演算処理し、回転角に依存しない鏡面の形状と
回転角に依存する鏡面の変形に分離して、上記被測定主
反射鏡の鏡面形状を求めることを特徴とするアンテナ鏡
面測定法。 - 【請求項５】 被測定反射鏡アンテナの開口近傍の２次
元の電界分布を被測定反射鏡アンテナの開口より狭い範
囲において被測定反射鏡アンテナを回転しながら測定す
ることにより、被測定反射鏡アンテナの開口全面の２次
元の電界分布を測定し、この測定値を演算処理すること
により、回転角に依存しない鏡面の形状と回転角に依存
する鏡面の変形に分離して、被測定反射鏡アンテナの形
状を求めることを特徴とするアンテナ鏡面測定法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP3044987A JP2733142B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法 |
| US07/848,325 US5374934A (en) | 1991-03-11 | 1992-03-09 | Antenna mirror-surface measuring system |
| FR9202858A FR2676145B1 (fr) | 1991-03-11 | 1992-03-10 | Dispositif de mesure de la surface d'un miroir d'antenne. |
| DE4208187A DE4208187C2 (de) | 1991-03-11 | 1992-03-11 | Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Spiegeloberfläche einer Antenne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044987A JP2733142B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法 |
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|---|---|
| JPH04282465A JPH04282465A (ja) | 1992-10-07 |
| JP2733142B2 true JP2733142B2 (ja) | 1998-03-30 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044987A Expired - Lifetime JP2733142B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| JP (1) | JP2733142B2 (ja) |
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| CN109883387B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-10-30 | 北京卫星环境工程研究所 | 在轨零重力状态下大型柔性天线形面的确定方法 |
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- 1991-03-11 JP JP3044987A patent/JP2733142B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-03-09 US US07/848,325 patent/US5374934A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1992-03-11 DE DE4208187A patent/DE4208187C2/de not_active Expired - Lifetime
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| DE4208187C2 (de) | 1995-09-21 |
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| FR2676145B1 (fr) | 1995-03-03 |
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