JP2793209B2 - Radiated electromagnetic field measurement device - Google Patents
Radiated electromagnetic field measurement deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は無線通信装置等の放射電磁界を測定する装
置に係り、特に全立体角にわたる測定を可能とした放射
電磁界測定装置に関する。Description of the Invention [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a device for measuring a radiated electromagnetic field such as a wireless communication device, and more particularly to a radiated electromagnetic field capable of measuring over an entire solid angle. It relates to a measuring device.
（従来の技術） 一般に、アンテナからの電磁波がどの方向に、どの程
度の強度で放射されているかを知ることは高性能のアン
テナを開発する上で重要である。コードレス電話機やポ
ケットベル等のアンテナを内蔵した無線通信装置におい
ては、放射される電磁波はアンテナ周囲の電子部品によ
って吸収・散乱等の影響を受けるため、アンテナ単体で
の放射特性のみでなく、無線通信装置全体の放射特性を
考えなければならない。しかしながら、機器の小型化に
はアンテナを含めた電子部品の高密度実装が要求される
ので、内蔵アンテナの放射特性の予測が困難となってき
ている。(Prior Art) Generally, it is important to know in which direction and at what intensity an electromagnetic wave from an antenna is radiated in developing a high-performance antenna. In a wireless communication device with a built-in antenna such as a cordless telephone or a pager, the radiated electromagnetic wave is affected by electronic components surrounding the antenna, such as absorption and scattering. The radiation characteristics of the whole device must be considered. However, since miniaturization of equipment requires high-density mounting of electronic components including an antenna, it has become difficult to predict radiation characteristics of a built-in antenna.
被測定物の全立体角にわたる放射電磁界の測定を行な
うことは、高性能の無線通信装置の開発に極めて重要で
ある。全立体角にわたる放射電磁界の測定データから、
被測定物の放射電力の測定を行なうことが可能となり、
それによって小型内蔵アンテナに関して重要な特性であ
る放射効率の測定も可能となる。It is extremely important to measure a radiation electromagnetic field over the entire solid angle of a device under test for developing a high-performance wireless communication device. From the radiation field measurement data over all solid angles,
It becomes possible to measure the radiated power of the device under test,
This also makes it possible to measure the radiation efficiency, which is an important characteristic of a small built-in antenna.
このように無線通信装置や各種電子装置においては、
全立体角にわたる放射電磁界を精度よく測定することが
要求されるが、この要求を満たす測定装置は未だ実現さ
れていない。そこで、本出願人はこのような全立体角に
たる放射電磁界を測定する装置について先に提案してい
る（特願昭63−9889号）。これは電磁波を放射する被測
定物を載せる被金属のターンテーブルと、このターンテ
ーブルを直交する二軸を中心として360゜回転させる非
金属の回転機構と、この回転機構に動力を伝達する非金
属の動力伝達機構と、この動力伝達機構に連結された動
力源と、この動力源を覆う電波吸収体とを備え、回転機
構によるターンテーブルの回転に伴い、被測定物の全立
体角にわたる放射電磁界特性を測定するものであり、全
立体角にわたる水平及び垂直偏波の測定結果を積分すれ
ば被測定物からの放射電力を求めることができ、また放
射電力とアンテナの入射電力との比からアンテナの放射
効率を知ることも可能である。Thus, in wireless communication devices and various electronic devices,
It is required to accurately measure a radiation electromagnetic field over all solid angles, but a measuring device that satisfies this requirement has not yet been realized. Therefore, the present applicant has previously proposed an apparatus for measuring such a radiation electromagnetic field having a full solid angle (Japanese Patent Application No. 63-9889). This is a metal turntable on which an object to radiate electromagnetic waves is placed, a non-metallic rotation mechanism that rotates the turntable 360 ° about two orthogonal axes, and a non-metallic rotation mechanism that transmits power to this rotation mechanism. A power transmission mechanism, a power source connected to the power transmission mechanism, and a radio wave absorber covering the power source. It measures the field characteristics, and by integrating the measurement results of horizontal and vertical polarizations over the entire solid angle, the radiated power from the DUT can be obtained, and from the ratio of the radiated power to the incident power of the antenna, It is also possible to know the radiation efficiency of the antenna.
しかしながら、自動車電話に供される車載用アンテナ
のように、アンテナの設置方法が決められ、アンテナへ
の電波の到来確率が全立体角にわたって一様でないアン
テナに対しては、アンテナの評価指数として放射効率を
用いることは必ずしも適当でない。この理由を以下に説
明する。However, the antenna installation method is determined, such as an in-vehicle antenna used for a car phone, and the antenna whose radio wave arrival probability is not uniform over all solid angles is radiated as an antenna evaluation index. It is not always appropriate to use efficiency. The reason will be described below.
まず、その前に用語の定義を確認しておく。 First, let's check the definition of terms.
アンテナの放射効率（ηａ）：アンテナへの入射電力
Dinとアンテナからの放射電力Prとの比で定義され、一
つのスカラーの定数である（但し、外乱によってアンテ
ナの特性が変化しないものと仮定した場合）。Radiation efficiency of antenna (ηa): Power incident on antenna
It is defined by the ratio of Din to the radiation power Pr from the antenna, and is a scalar constant (provided that the characteristics of the antenna do not change due to disturbance).
アンテナの利得：アンテナの利得には、次のようにい
くつかの定義がある。Antenna gain: There are several definitions for antenna gain:
指向性利得（Gd） アンテナ利得（Ga） 動作利得（Ge） 指向性利得Gdはアンテナの放射指向性が無指向性では
なく、指向性を持つことによる利得である。アンテナ利
得Gaはアンテナの放射効率を考慮し、かつアンテナの整
合が完全にとられた場合の利得である。動作利得Geはア
ンテナの放射効率を考慮し、かつアンテナの反射損を含
めたアンテナの利得である。Directivity gain (Gd) Antenna gain (Ga) Operational gain (Ge) Directivity gain Gd is a gain due to the fact that the radiation directivity of the antenna is not omnidirectional but has directivity. The antenna gain Ga is a gain in a case where the radiation efficiency of the antenna is taken into consideration and the antenna is perfectly matched. The operating gain Ge is an antenna gain that takes into account the radiation efficiency of the antenna and includes the reflection loss of the antenna.
このようにアンテナの利得には３種の定義があり、こ
れらはいずれもスラカー値であるが、アンテナの設置方
向の関数である。一般的には、最大利得となる設置方向
での利得を特にアンテナの設置方向の定義を行なわずに
利得ということがある。Thus, there are three definitions of antenna gain, all of which are slacker values, but are a function of the antenna orientation. In general, the gain in the installation direction at which the maximum gain is obtained may be referred to as gain without particularly defining the installation direction of the antenna.
アンテナの放射効率ηａはアンテナの設置方向には影
響しない一つの定数であり、アンテナの利得はアンテナ
の設置方向の関数である点が両者の大きな違いである。
以上説明したアンテナ放射効率ηa,指向性利得Gd,アン
テナ利得Ga及び動作利得Geには、相互に以下の関係があ
る。The radiation efficiency ηa of the antenna is a constant that does not affect the installation direction of the antenna, and the difference between the two is that the gain of the antenna is a function of the installation direction of the antenna.
The above-described antenna radiation efficiency ηa, directional gain Gd, antenna gain Ga, and operation gain Ge have the following relationship with each other.
Ga（θ，φ）＝Gd（θ，φ）ηａ Ge（θ，φ）＝Ga（θ，φ）Lr 但し、θ：エレベーション角、θ：アジマス角、Lr:
反射損 ここで、アンテナの評価関数として何を用いるべきか
を考える。この評価は電波の到来方向とアンテナの指向
性に関係している。まず、次の２つの場合を考える。Ga (θ, φ) = Gd (θ, φ) ηa Ge (θ, φ) = Ga (θ, φ) Lr where θ: elevation angle, θ: azimuth angle, Lr:
Here, what should be used as the evaluation function of the antenna is considered. This evaluation relates to the direction of arrival of radio waves and the directivity of the antenna. First, consider the following two cases.
電波の到来方向が全くランダムであり、偏波もランダ
ムに変化する場合、またはアンテナの向きがランダムの
場合（コードレス電話機の使用状況がこれに近い）。The case where the arrival direction of the radio wave is completely random and the polarization changes randomly, or the case where the direction of the antenna is random (the use situation of the cordless telephone is close to this).
電波の到来方向の偏波が一定しており、アンテナの向
きも一定の場合（固定局間の通信用アンテナの使用状況
がこれに相当する）。A case where the polarization of the arrival direction of the radio wave is constant and the direction of the antenna is also constant (the use state of the communication antenna between fixed stations corresponds to this).
このように電波の到来方向、偏波、アンテナの設置方
向によってアンテナの評価指数として何を用いるかを選
択する必要が生じる。この要求は車載用アンテナのよう
な移動体用アンテナを評価する場合、特に問題となる。
しかしながら、被測定アンテナの全立体角にわたる放射
電磁界の測定の困難さから、従来用いられてきたアンテ
ナの評価関数は適切とはいえないのが現状である。As described above, it is necessary to select what is used as the evaluation index of the antenna depending on the arrival direction of the radio wave, the polarization, and the installation direction of the antenna. This requirement is particularly problematic when evaluating mobile antennas such as vehicle-mounted antennas.
However, at present, the evaluation function of the conventionally used antenna cannot be said to be appropriate due to the difficulty of measuring the radiation electromagnetic field over the entire solid angle of the antenna to be measured.
例えば従来より車載用アンテナの評価に主として用い
られてきた方法は、ある特定のカット面に対して測定を
行ない、得られた一つのカット面の波パターンから平均
利得を求めるというものである。この方法では電波の到
来角が一定であるとして評価していることになり、電波
が到来する角度が確率的に分布を持つ現実の伝搬路と異
なる状況での評価を行なっていることになるため、実用
上問題となる。For example, a method which has been mainly used for evaluation of a vehicle-mounted antenna in the past is to measure a specific cut plane and obtain an average gain from the obtained wave pattern of one cut plane. In this method, the angle of arrival of the radio wave is evaluated as being constant, and the angle of arrival of the radio wave is evaluated in a situation different from the actual propagation path with a stochastic distribution. This is a practical problem.
（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来の技術では、アンテナの放射電磁
界を測定する場合、電波の到来角を一定と仮定して測定
を行なっていたため、特に車載用アンテナのように電波
の到来角が種々変化する被測定物の場合には、現実の使
用状況における伝搬特性の下での適切な評価指数を求め
ることができないという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the related art, when measuring the radiated electromagnetic field of the antenna, the measurement is performed assuming that the angle of arrival of the radio wave is constant, and therefore, particularly in the case of a vehicle-mounted antenna. In the case of a device under test in which the angle of arrival of a radio wave changes variously, there has been a problem that it is not possible to obtain an appropriate evaluation index under propagation characteristics in an actual use situation.
本発明はこのような課題を解決するためになされもの
で、車載用アンテナのように電波の到来角が種々変化す
る被測定物の実際の使用状態における評価指数たる実効
放射電力を測定できる放射電磁界測定装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and a radiated electromagnetic wave capable of measuring an effective radiated power, which is an evaluation index in an actual use state of an object to be measured, such as an in-vehicle antenna, in which the arrival angle of a radio wave changes variously. It is an object to provide a field measurement device.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の放射電磁界測定装置は、電磁波を放射する被
測定物を載せるターンテーブルと、このターンテーブル
を直交する二軸を中心としてエレベーション方向及びア
ジマス方向に360゜回転させる回転機構と、この回転機
構に動力を伝達する動力伝達機構と、この動力伝達機構
に連結された動力源と、回転機構によるターンテーブル
の回転に伴なう被測定物からの水平偏波及び垂直偏波の
放射電力を受信し、被測定物の全立体角にわたる放射電
磁界を測定する測定手段とを備えたもので、特に測定手
段は被測定物への各方向からの電波の到来確率関数、偏
波状態の確率関数及び被測定物の設置方向の確率関数か
ら、被測定物への各方向からの水平偏波及び垂直偏波の
到来確率を求め、これを正規化して水平偏波及び垂直偏
波の受信電力に対する重み関数とし、これらの重み関数
を用いて水平偏波及び垂直偏波の受信電力を全立体角に
わたり積分することにより、被測定物からの実効放射電
力を測定するようにしたものである。[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) A radiation electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention includes a turntable on which an object to be measured that emits electromagnetic waves is placed, and elevation of the turntable about two axes orthogonal to each other. Rotating mechanism that rotates 360 ° in the azimuth and azimuth directions, a power transmission mechanism that transmits power to the rotation mechanism, a power source connected to the power transmission mechanism, and a rotating mechanism that rotates the turntable. Measuring means for receiving radiated power of horizontally and vertically polarized waves from the object to be measured and measuring a radiated electromagnetic field over the entire solid angle of the object to be measured. From the arrival probability function of radio waves from each direction, the probability function of the polarization state and the probability function of the installation direction of the device under test, the arrival probability of horizontal polarization and vertical polarization from each direction to the device under test is obtained, This is regular The weighted functions for the received power of horizontal and vertical polarizations are used to calculate the effective power from the DUT by integrating the received powers of horizontal and vertical polarizations over all solid angles using these weighting functions. The radiated power is measured.
（作 用） このように本発明によれば、被測定物の実際の使用状
況を想定して予め定められた水平偏波及び垂直偏波の受
信電力に対する重み関数を用いて水平偏波及び垂直偏波
の受信電力を全立体角にわたり積分することにより、被
測定物からの実効放射電力が測定される。こうして求め
られた実効放射電力は、現実の伝搬特性下における被測
定物（アンテナ）の評価に適した評価指数を与える。(Operation) As described above, according to the present invention, the horizontal polarization and the vertical polarization are determined by using the weighting functions for the reception power of the horizontal polarization and the vertical polarization that are predetermined in consideration of the actual use situation of the device under test. By integrating the received power of the polarized wave over the entire solid angle, the effective radiated power from the device under test is measured. The effective radiation power thus obtained gives an evaluation index suitable for evaluating the device under test (antenna) under actual propagation characteristics.
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described with reference to drawings.
第１図は本発明の一実施例の放射電磁界測定装置の概
略構成を示す斜視図である。同図において、被測定物１
は例えば携帯電話機（コードレス電話機）のような、ア
ンテナ50を内蔵した無線通信装置であり、ターンテーブ
ル２上に載置されている。ターンテーブル２は回転機構
によって直交する二軸（アジマス軸およびエレベーショ
ン軸）を中心として、エレベーション方向及びアジマス
方向に360゜回転できるようになっている。回転機構３
の構成は次の通りである。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a radiation electromagnetic field measuring apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG.
Is a wireless communication device such as a portable telephone (cordless telephone) having a built-in antenna 50 and is mounted on the turntable 2. The turntable 2 can be rotated 360 ° in the elevation direction and the azimuth direction about two axes (azimuth axis and elevation axis) orthogonal to each other by a rotation mechanism. Rotation mechanism 3
Is as follows.
ターンテーブル２はアジマス軸４の一端に固定されて
いる。アジマス軸４は逆Ｌ字状のアーム５の一方のアー
ム部5aを貫通して設けられ、その他端にプーリ６が連結
されている。アジマススピンドル７は円筒状に構成さ
れ、両端にプーリ8a,8bを有する。これらのプーリ8a,8b
のうち、アーム５の他方のアーム部5bに対向している方
のプーリ8bと、プーリ６との間に、タイミングベルト９
が掛渡されている。アジマススピンドル７は回転機構３
を支持する支持柱10上に、図示しない軸受11a,11bを介
して回転可能に支持されている。The turntable 2 is fixed to one end of an azimuth shaft 4. The azimuth shaft 4 is provided through one arm 5a of the inverted L-shaped arm 5, and a pulley 6 is connected to the other end. The azimuth spindle 7 is formed in a cylindrical shape, and has pulleys 8a and 8b at both ends. These pulleys 8a, 8b
The timing belt 9 is provided between the pulley 6 and the pulley 8b facing the other arm 5b of the arm 5.
Has been passed. The azimuth spindle 7 has a rotating mechanism 3
Are rotatably supported on support columns 10 for supporting the motor through bearings 11a and 11b (not shown).
一方、アジマススピンドル７の内側に同軸的にエレベ
ーション軸12が挿入されている。このエレベーション軸
12の一端側は、アーム５の他方のアーム部5bに固定され
ている。また、エレベーション軸12の他端側には、プー
リ13が設けられている。On the other hand, an elevation shaft 12 is coaxially inserted inside the azimuth spindle 7. This elevation axis
One end of 12 is fixed to the other arm portion 5b of the arm 5. A pulley 13 is provided on the other end of the elevation shaft 12.
これらのアジマス軸４、アーム５、プーリ６、アジマ
ススピンドル７、プーリ8a,8b、タイミングベルト９、
軸受11a,11b、エレベーション軸12およびプーリ13によ
って回転機構３が構成されている。These azimuth shaft 4, arm 5, pulley 6, azimuth spindle 7, pulleys 8a and 8b, timing belt 9,
The rotation mechanism 3 is constituted by the bearings 11a and 11b, the elevation shaft 12, and the pulley 13.
この回転機構３にはタイミングベルト15,16とプーリ1
7,18からなる動力伝達機構14を介して、動力源としての
アジマス駆動装置19およびエレベーション駆動装置20か
ら回転動力が伝達される。すなわち、アジマス駆動装置
19にはモータ21とアジマスエンコーダ22が設けられ、モ
ータ21の回転がアジマスエンコーダ22およびタイミング
ベルト25を介してプーリ17に伝達される。エレベーショ
ン駆動装置20にも同様にモータ23とエレベーションエン
コーダ24が設けられ、モータ23の回転がエレベーション
エンコーダ24およびタイミングベルト26を介してプーリ
17に伝達される。The rotating mechanism 3 includes timing belts 15 and 16 and a pulley 1
Rotational power is transmitted from an azimuth drive device 19 and an elevation drive device 20 as power sources via a power transmission mechanism 14 composed of 7 and 18. That is, azimuth drive
19 is provided with a motor 21 and an azimuth encoder 22, and rotation of the motor 21 is transmitted to the pulley 17 via the azimuth encoder 22 and the timing belt 25. Similarly, the elevation driving device 20 is provided with a motor 23 and an elevation encoder 24, and the rotation of the motor 23 is controlled by a pulley via the elevation encoder 24 and the timing belt 26.
It is transmitted to 17.
ここで、本実施例は放射電磁界の測定の下限周波数帯
がVHF帯の場合を想定している。VHF帯またはUHF帯で
は、被測定物の放射特性はマイクロ波帯のように鋭くは
ないため、電波が放射される方向に金属部を避けて被測
定物を設置することは困難である。このため金属部から
の電磁波の反射・散乱が発生する。そこで、本実施例に
おいてはターンテーブル２、回転機構３、支持柱10およ
び動力伝達機構14は全て非金属、例えばFRP（繊維強化
樹脂）によって作製されている。また、動力源であるア
ジマス駆動装置19およびエレベーション動装置20は、例
えばフェライトからなる電波吸収帯27,28によって覆わ
れている。ターンテーブル２、回転機構３、支持柱10お
よび動力伝達機構14に用いられる非金属は、被測定物１
である無線通信装置から放射される電磁波を乱さないよ
うに、比誘電率や比透磁率が１に近い、つまり空気のそ
れに近いことが理想的であるが、実際には空気と異なる
ので、電磁波を乱す。このため本実施例ではターンテー
ブル２、アーム５および支持柱10等に、可能な限り肉抜
き孔29,30,31を形成して、電磁波に対する影響をより軽
減させている。Here, the present embodiment assumes that the lower limit frequency band of the measurement of the radiation electromagnetic field is the VHF band. In the VHF band or the UHF band, the radiation characteristics of the device under test are not as sharp as those in the microwave band. Therefore, it is difficult to install the device under test in a direction in which radio waves are emitted, avoiding a metal part. For this reason, reflection and scattering of the electromagnetic wave from the metal part occur. Therefore, in the present embodiment, the turntable 2, the rotation mechanism 3, the support column 10, and the power transmission mechanism 14 are all made of nonmetal, for example, FRP (fiber reinforced resin). The azimuth drive device 19 and the elevation drive device 20, which are power sources, are covered with radio wave absorption bands 27 and 28 made of, for example, ferrite. The non-metal used for the turntable 2, the rotation mechanism 3, the support column 10, and the power transmission mechanism 14 is the DUT 1
Ideally, the relative permittivity and relative permeability should be close to 1, that is, close to that of air, so as not to disturb the electromagnetic wave radiated from the wireless communication device. Disturb. For this reason, in this embodiment, the lightening holes 29, 30, and 31 are formed as much as possible in the turntable 2, the arm 5, the support pillar 10, and the like to further reduce the influence on the electromagnetic waves.
被測定物１の近傍に水平偏波用及び垂直偏波用の受信
アンテナ32,33が設置されている。これらのアンテナ32,
33の出力はネットワークアナライザ34により振幅及び位
相が検出され、それら振幅信号及び位相信号がA/D変換
器35によりディジタル化された後、電子計算機36に供給
される。電子計算機36は後述する被測定物１からの実効
放射電力を測定するための計算処理と、D/A変換器37,38
を通してのモータ21,23と制御と、CRTディスプレイ39へ
の表示出力制御及びディジタルビデオコピー装置40への
出力を行なう。また、電子計算機36にはアジマスエンコ
ーダ22及びエレベーションエンコーダ24からの信号も取
込まれている。In the vicinity of the device under test 1, receiving antennas 32 and 33 for horizontal polarization and vertical polarization are installed. These antennas 32,
The output of 33 is detected in amplitude and phase by a network analyzer 34, and the amplitude signal and the phase signal are digitized by an A / D converter 35 and then supplied to an electronic computer 36. The electronic computer 36 performs a calculation process for measuring the effective radiated power from the DUT 1 to be described later, and D / A converters 37 and 38.
And control of the motors 21 and 23, display output control to the CRT display 39, and output to the digital video copy device 40. The computer 36 also receives signals from the azimuth encoder 22 and the elevation encoder 24.
次に、本実施例の装置の作用を説明する。まず、装置
全体を銅によってシールドされた10m×7m×7mの容積を
持つ電波無響室（図示せず）に入れ、ターンテーブル２
の上に被測定物１を載置するとともに、被測定物１の近
傍に水平偏波及び垂直偏波用の受信アンテナ32,33を設
置した。この場合、被測定物１の位置は測定装置の高さ
の制限から電波無響室のクワイアットゾーンの中心より
1.5m下に設置した。また、ここでの実験では位相の測定
は行なわず、アンテナ32,33として一つの対数周期アン
テナを共用し、これを回転されることにより水平偏波用
及び垂直偏波用として選択的に用いた。この状態で、図
示しない高周波信号源から被測定物に周波数254MHzの高
周波信号を供給し、電磁波を発生される。Next, the operation of the device of this embodiment will be described. First, the entire device was placed in a radio wave anechoic chamber (not shown) with a volume of 10m x 7m x 7m, which was shielded by copper.
The device under test 1 is placed on the device, and receiving antennas 32 and 33 for horizontal polarization and vertical polarization are installed near the device under test 1. In this case, the position of the device under test 1 is located at a distance from the center of the quiet zone of the anechoic chamber due to the limitation of the height of the measuring device.
It was installed 1.5m below. In this experiment, the phase was not measured, and one log-periodic antenna was shared as the antennas 32 and 33, and this was selectively used for horizontal polarization and vertical polarization by being rotated. . In this state, a high-frequency signal having a frequency of 254 MHz is supplied from a high-frequency signal source (not shown) to the device under test to generate an electromagnetic wave.
そして、アジマス駆動装置19およびエレベーション駆
動装置20を作動させ、ターンテーブル２をアジマス軸お
よびエレベーション軸を中心として回転させる。すなわ
ち、アジマス駆動装置19内のモータ21が回転すると、こ
の回転はアジマスエンコーダ22〜タイミングベルト25〜
プーリ17〜タイミングベルト15〜プーリ8a〜アジマスス
ピンドル７〜プーリ8b〜タイミングベルト９〜プーリ６
〜アジマス軸４の経路で伝達され、ターンテーブル２が
アジマス軸４を中心として回転する。Then, the azimuth driving device 19 and the elevation driving device 20 are operated to rotate the turntable 2 about the azimuth axis and the elevation axis. That is, when the motor 21 in the azimuth driving device 19 rotates, this rotation is performed by the azimuth encoder 22 to the timing belt 25 to
Pulley 17-Timing belt 15-Pulley 8a-Azimuth spindle 7-Pulley 8b-Timing belt 9-Pulley 6
The rotation of the turntable 2 is centered on the azimuth shaft 4.
一方、エレベーション駆動装置20内のモータ23が回転
すると、この回転はエレベーションエンコーダ24〜タイ
ミングベルト26〜プーリ18〜タイミングベルト16〜プー
リ13〜エレベーション軸12〜アーム５の経路で伝達さ
れ、ターンテーブル２がエレベーション軸12を中心とし
て回転する。On the other hand, when the motor 23 in the elevation driving device 20 rotates, this rotation is transmitted along the path of the elevation encoder 24, the timing belt 26, the pulley 18, the timing belt 16, the pulley 13, the elevation shaft 12, and the arm 5, The turntable 2 rotates about the elevation axis 12.
この過程において、アジマスエンコーダ22およびエレ
ベーションエンコーダ24は、それぞれモータ21,23の回
転角度から被測定物１のアジマス角およびエレベーショ
ン角を知り、その角度情報を電子計算機36へ送る。この
場合、図から明らかなようにアジマス角はモータ21が回
転していなくとも、エレベーション軸12が回転すること
によって変化するので、エレベーション角に応じてアジ
マスエンコーダ22の出力値を補正し、アジマス角を求め
る必要がある。また、アジマス角およびエレベーション
角とも、それぞれのエンコーダ22,24からアジマス軸４
およびエレベーション軸12までの動力伝達比を考慮し
て、エンコーダ22,24の出力値を計算等により補正する
ことによって求める。In this process, the azimuth encoder 22 and the elevation encoder 24 know the azimuth angle and the elevation angle of the DUT 1 from the rotation angles of the motors 21 and 23, respectively, and send the angle information to the electronic computer 36. In this case, as is apparent from the figure, even if the motor 21 is not rotating, the azimuth angle changes due to the rotation of the elevation shaft 12, so the output value of the azimuth encoder 22 is corrected according to the elevation angle, The azimuth angle needs to be determined. In addition, the azimuth angle and the elevation angle are also determined by the encoders 22 and 24 from the azimuth axis 4.
In addition, the output values of the encoders 22 and 24 are calculated and corrected in consideration of the power transmission ratio up to the elevation shaft 12 and the like.
電子計算機36では、第２図に示すフローチャートに従
って被測定物１からの放射電磁界の測定を行なう。まず
前処理ステップS1においては、装置のキャリプレーショ
ン、運転データの入力、フリスの伝達式による処理等を
行なう。キャリブレーションはネットワークアナライザ
34、A/D変換器35及び高周波ケーブル等について標準減
衰器を用いて行なわれ、その精度は0.2dB以下である。The electronic computer 36 measures the radiated electromagnetic field from the DUT 1 according to the flowchart shown in FIG. First, in the pre-processing step S1, processing such as calibration of the apparatus, input of operation data, and Fris transfer equation is performed. Calibration is a network analyzer
34, the A / D converter 35, the high-frequency cable, and the like are performed using a standard attenuator, and the accuracy is 0.2 dB or less.
次に、アンテナ32,33により受信された水平偏波受信
電力及び垂直偏波受信電力を順次取入れ（ステップS
2）、次いで水平偏波受信電力及び垂直偏波受信電力の
データについてステップS3で内挿処理がなされた後、ス
テップS4において後述する放射分布パターンが表示され
る。Next, the horizontal polarization reception power and the vertical polarization reception power received by the antennas 32 and 33 are sequentially taken in (step S
2) Next, after the interpolation processing is performed in step S3 on the data of the horizontal polarization reception power and the vertical polarization reception power, a radiation distribution pattern described later is displayed in step S4.
次に、ステップS5において予め決定された電波到来確
率関数（被測定物への各方向からの電波の到来確率関数
であり、以下これをＡとする。）、偏波確率関数（偏波
状態の確率関数、具体的には水平偏波の確率関数と垂直
偏波の確率関数であり、以下これらをBH,BVとす
る。）、及び被測定物の設置方向確率関数（以下、これ
をＣとする）が入力され、これに基づいてステップS6に
おいて水平偏波及び垂直偏波の受信電力に対する重み関
数ωH,ωＶが求められる。これら重み関数ωH,ωＶの具
体的な求め方については、後述する。そして、これらの
重み関数ωH,ωＶを用いて受信電力が積分されることに
より、被測定物１からの実効放射電力が求められる。さ
らに、必要に応じてステップS8においてステップS7で求
められた実効放射電力と、被測定物１への高周波信号の
入力電力との比である放射効率が算出されて、一連の測
定動作が終了する。Next, in step S5, a radio wave arrival probability function (which is a radio wave arrival probability function from each direction to the device under test, which is hereinafter referred to as A), a polarization probability function (a polarization state Probability functions, specifically, a probability function of horizontal polarization and a probability function of vertical polarization, which are hereinafter referred to as B H and B V ), and a probability function of the installation direction of the device under test (hereinafter referred to as C), and weighting functions ω H and ω V with respect to the received power of the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave are obtained in step S6 based on this. A specific method of obtaining these weight functions ω H and ω V will be described later. Then, by integrating the received power using these weight functions ω H and ω V , the effective radiated power from the DUT 1 is obtained. Further, if necessary, in step S8, a radiation efficiency, which is a ratio between the effective radiation power obtained in step S7 and the input power of the high-frequency signal to the DUT 1, is calculated, and a series of measurement operations ends. .
次に、本実施例における測定動作をさらに詳細に説明
する。まず、被測定物１の放射電磁界特性に回転機構３
や動力伝達機構14における誘電体が与える影響を評価す
るために、半波長ダイポールアンテナに小型発振器を取
付けたものをターンテーブル２上に置き、本実施例の装
置で測定した結果を理論値と比較した。受信信号の振幅
のみでなく位相を含めた測定を行なえば偏波特性も知る
ことができ、両偏波の受信信号位相差から所望の偏波に
対する測定データを求めることができるが、本実験では
まず回転機構３及び回転伝達機構14の電波的特性、すな
わちこれらの機構3,14が電波にとって空気として見える
かどうかを検証することが目的であるため、両偏波の受
信信号の振幅のみの測定を行なった。Next, the measurement operation in this embodiment will be described in more detail. First, the rotation mechanism 3 is applied to the radiation electromagnetic field characteristics of the DUT 1.
In order to evaluate the effect of the dielectric substance on the power transmission mechanism 14 and the half-wavelength dipole antenna, a small oscillator was mounted on the turntable 2 and the result measured with the device of this embodiment was compared with the theoretical value. did. If the measurement including not only the amplitude of the received signal but also the phase is performed, the polarization characteristics can be known, and the measurement data for the desired polarization can be obtained from the received signal phase difference between both polarizations. First, the purpose is to verify the radio wave characteristics of the rotation mechanism 3 and the rotation transmission mechanism 14, that is, whether these mechanisms 3 and 14 appear as air to radio waves. A measurement was made.
第３図に上記理論値の導出のための座標系を示す。必
要とする値は第３図の観測点Ｐにおける水平及び垂直両
偏波成分の電界強度EH,EVである。観測点Ｐの位置は第
３図に示されるようにアンテナの中心を中心とする半径
ｒの球面上に存在し、エレベーション角θ及びアジマス
角φで決定される。観測点Ｐにおける水平偏波及び垂直
偏波の受信電界強度EH,EVを観測点Ｐの座標（θ，φ）
を用いて表わすと次式となる。但し、詳細な導出過程は
省く。FIG. 3 shows a coordinate system for deriving the theoretical values. The required values are the electric field intensities E H and E V of both the horizontal and vertical polarization components at the observation point P in FIG. The position of the observation point P exists on a spherical surface having a radius r centered on the center of the antenna as shown in FIG. 3, and is determined by the elevation angle θ and the azimuth angle φ. The received electric field strengths E H and E V of the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave at the observation point P are represented by coordinates (θ, φ) of the observation point P.
The following equation can be used to express this. However, a detailed derivation process is omitted.
こうして求められた水平偏波及び垂直偏波の受信電界
強度EH,EVをエレベーション角θ及びアジマス角φの関
数として、水平偏波及び垂直偏波の受信電力20log E
H（dB）,20log EV（dB）を計算した結果を第４図（ａ）
（ｂ）に放射分布パターンとして示す。この第４図
（ａ）（ｂ）は世界地図のメルカトール図法と同様の手
法を用いた図であり、横軸アジマス角φ、縦軸をエレベ
ーション角θとして、水平偏波及び垂直偏波の受信電力
の絶対値を図の右方に示すシンボルで表わしている。 The received electric field strengths E H , E V of the horizontal polarization and the vertical polarization obtained in this way are used as a function of the elevation angle θ and the azimuth angle φ, and the reception power 20 log E of the horizontal polarization and the vertical polarization is obtained.
Figure 4 (a) shows the result of calculating H (dB) and 20log E V (dB).
(B) shows a radiation distribution pattern. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are diagrams using the same method as the Mercator projection of the world map, where the horizontal axis is the azimuth angle φ, and the vertical axis is the elevation angle θ, the horizontal polarization and the vertical polarization are shown. The absolute value of the received power is represented by a symbol shown on the right side of the figure.
第５図（ａ）（ｂ）は第１図の測定装置を用いて実際
に測定した水平偏波及び垂直偏波の受信電力を第４図
（ａ）（ｂ）と同様に表わしたもので、第４図（ａ）
（ｂ）に示す理論値とよく一致している。なお、第５図
（ａ）（ｂ）では測定周波数（被測定物１から放射され
る電波の周波数）を250MHz帯とした。FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the reception power of the horizontal polarization and the vertical polarization actually measured using the measuring apparatus of FIG. 1 in the same manner as FIGS. 4 (a) and 4 (b). , FIG. 4 (a)
This is in good agreement with the theoretical value shown in FIG. In FIGS. 5 (a) and 5 (b), the measurement frequency (the frequency of the radio wave radiated from the DUT 1) is in the 250 MHz band.
これに対して、第６図（ａ）（ｂ）は第１図における
肉抜き孔29,30,31を形成しない場合の同様の測定結果で
あり、第４図（ａ）（ｂ）の場合と比較して受信電力の
分布が大きく乱れている。これはターンテーブル２、ア
ーム５及び支持柱10に使用する非金属材料（誘電体）の
影響が出た結果によるものである。従って、正確な測定
を行なうためには、ターンテーブル２、アーム５及び支
持柱10等の、回転機構３や動力伝達機構14の構成材料に
非金属を用いることのみならず、これらに肉抜き孔29,3
0,31を形成することが望ましい。On the other hand, FIGS. 6 (a) and 6 (b) show the same measurement results when the lightening holes 29, 30, and 31 in FIG. 1 are not formed, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) The distribution of the received power is greatly disturbed as compared with. This is due to the effect of the non-metallic material (dielectric) used for the turntable 2, the arm 5, and the support pillar 10. Therefore, in order to perform accurate measurement, not only non-metallic materials for the rotation mechanism 3 and the power transmission mechanism 14, such as the turntable 2, the arm 5, and the support column 10, but also the lightening holes 29,3
It is desirable to form 0,31.
ところで、前述したようにアンテナの放射電力や放射
効率を求めるためには、全立体角にわたる放射特性の測
定を行なう必要がある。無指向性に近いアンテナについ
てこの測定を行なうことは、測定装置の関係から実現的
には困難であった。本測定装置によって実効放射電力を
求めるためには、全立体角にわたる放射特性が精度よく
求められていることが必要である。第５図（ａ）（ｂ）
に示す測定結果を検討すると、水平偏波の受信電力と垂
直偏波の受信電力との間に最大1dBの差が存在してい
る。これは電波無響室が完全ではないことに起因する差
であることを考慮すると、本装置によれば全立体角にわ
たる放射特性が十分な精度で求められることがわかる。Incidentally, as described above, in order to obtain the radiation power and the radiation efficiency of the antenna, it is necessary to measure the radiation characteristics over the entire solid angle. It is practically difficult to perform this measurement for an antenna that is close to omni-directional because of the measurement device. In order to determine the effective radiated power by the present measuring device, it is necessary that radiation characteristics over all solid angles are accurately determined. Fig. 5 (a) (b)
Considering the measurement results shown in (1), there is a maximum difference of 1 dB between the reception power of horizontal polarization and the reception power of vertical polarization. Considering that this is a difference caused by the imperfectness of the radio wave anechoic chamber, it can be seen that according to the present apparatus, radiation characteristics over all solid angles can be obtained with sufficient accuracy.
以上説明した、半波長ダイポールアンテナの放射特性
についての理論値と実験値との比較から、本装置におけ
る機構部分の構成の有効性が理解されよう。次に、第２
図のステップS5〜S8における処理の具体例について説明
する。From the comparison between the theoretical values and the experimental values of the radiation characteristics of the half-wave dipole antenna described above, the effectiveness of the structure of the mechanical part in the present apparatus will be understood. Next, the second
A specific example of the processing in steps S5 to S8 in the drawing will be described.
まず、ステップS5で求められた重み関数ωＨ（θ，
φ），ωＶ（θ，φ）が一定の場合、すなわち全立体角
の方向から同一確率で電波が到来する場合を考える。こ
れは、XPD（交差偏波識別度）が0dBであれば、アンテナ
の放射効率を求めることに相当する。この測定に際し
て、まず放射効率が既知の被測定アンテナ50としての半
波長ダイポールアンテナに小型発振器を取付けた試供物
をターンテーブル２上に被測定物１として設置し、測定
を行なった。放射効率は水平偏波及び垂直偏波の受信電
力の測定結果を積分することによって求まる。この結果
を第７図（ａ）（ｂ）に示す。積分結果は0.8dBmであ
り、送信電力は−2.9dBm、受信アンテナ32,33の利得は
4.9dBより、被測定アンテナの実効放射率は−1.2dBとな
った。この結果には、被測定アンテナの反射損及び内部
ケーブル損が0.5dB含まれている。従って、半波長ダイ
ポールアンテナ単体での放射効率は−0.7dBとなった。
この測定は利得の絶対測定値であり、精度も従来の測定
方法では実現することのできなかった精度である。First, the weight function ω H (θ,
φ) and ω V (θ, φ) are constant, that is, a case where radio waves arrive with the same probability from all solid angle directions. This is equivalent to obtaining the radiation efficiency of the antenna if the XPD (cross polarization discrimination) is 0 dB. In this measurement, first, a sample in which a small oscillator was attached to a half-wavelength dipole antenna as the antenna 50 to be measured with a known radiation efficiency was set as the device 1 on the turntable 2 and the measurement was performed. The radiation efficiency is obtained by integrating the measurement results of the reception power of the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave. The results are shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). The integration result is 0.8 dBm, the transmission power is -2.9 dBm, and the gains of the receiving antennas 32 and 33 are
From 4.9 dB, the effective emissivity of the antenna under test was -1.2 dB. This result includes the reflection loss of the antenna under test and the internal cable loss of 0.5 dB. Therefore, the radiation efficiency of the half-wave dipole antenna alone was -0.7 dB.
This measurement is an absolute measurement value of the gain, and the accuracy is an accuracy that cannot be realized by the conventional measurement method.
また、被測定アンテナ50の設置方向によって放射効率
の測定変化が変化しないかどうかを確認するために、ア
ンテナ50をターンテーブル１上で水平から40゜傾けて同
様の測定を行なった。この結果を第８図（ａ）（ｂ）に
示す。受信電力の分布パターンは傾きを０゜とした第７
図（ａ）（ｂ）の場合と異なるが、その積分結果の差は
0.3dBであった。測定誤差の要因としては、電波無響
室、機構部分、半波長ダイポールアンテナのバラン及び
発振器等が考えられるが、従来行なわれていた小型アン
テナの放射効率測定法に比べて高い精度であると言え
る。Further, in order to confirm whether or not the measurement change of the radiation efficiency changes depending on the installation direction of the antenna 50 to be measured, the same measurement was performed by tilting the antenna 50 on the turntable 1 by 40 ° from the horizontal. The results are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). The distribution pattern of the received power is the seventh with the inclination being 0 °.
Although different from the cases of FIGS. (A) and (b), the difference between the integration results is
0.3 dB. Factors of the measurement error include a radio anechoic chamber, a mechanism part, a balun and an oscillator of a half-wave dipole antenna, and the like, but it can be said that the accuracy is higher than the radiation efficiency measurement method of a small antenna conventionally performed. .
次に、電波の到来角が一定でない場合について実効放
射電力を求める方法を説明する。ここでは自動車電話に
使用される車載用アンテナを例にとって説明する。Next, a method of obtaining the effective radiated power when the arrival angle of the radio wave is not constant will be described. Here, an on-vehicle antenna used for a mobile phone will be described as an example.
一般に、車載用アンテナは基地局と移動局の位置関係
が一定でないので、水平方向には全方向特性を持つこと
が望ましい。すなわち、電波到来確率はアジマス角φに
ついて一定確率である。Generally, since the positional relationship between the base station and the mobile station is not constant, it is desirable that the in-vehicle antenna has omnidirectional characteristics in the horizontal direction. That is, the radio wave arrival probability is a constant probability for the azimuth angle φ.
これに対し、垂直方向からの電波の到来角、つまりエ
レベーション角φは水平方向からの到来確率が天頂方向
からの到来確率より高いのは明らかである。これまでの
研究から、水平から上のエレベーション角θ＝90゜〜60
゜,270゜〜300゜の範囲に電波の到来角が集中している
との報告がある。このような電波の到来確率から求めら
関数ωＨ（θ，φ）、ωＶ（θ，φ）として、sinθの
べき乗を用いて説明する。なお、ωＨ（θ，φ）は電波
到来確率関数Ａ、水平偏波の確率関数BH及び被測定物の
設定方向確率関数Ｃから求めら被測定物１への各方向か
らの水平偏波の到来確率を正規化した重み関数であり、 ωＨ(θ，φ)＝Ａ・BH・C/∫(Ａ・BH・Ｃ)ｄθｄφ で与えられる。同様に、ωＶ（θ，φ）は電波到来確率
関数Ａ、垂直偏波の確率関数BV及び被測定物の設置方向
確率関数Ｃから求めた被測定物１への各方向からの水平
偏波の到来確率を正規化した重み関数であり、 ωＶ(θ，φ)＝Ａ・BV・C/∫(Ａ・BV・Ｃ)ｄθｄφ で与えられる。On the other hand, it is clear that the arrival angle of the radio wave from the vertical direction, that is, the elevation angle φ, is higher in the probability of arrival in the horizontal direction than in the zenith direction. From previous studies, we found that the elevation angle θ from the horizontal was 90 ° to 60 °.
It has been reported that the angle of arrival of radio waves is concentrated in the range of ゜, 270 ゜ to 300 ゜. A description will be given using the power of sin θ as the functions ω H (θ, φ) and ω V (θ, φ) obtained from the arrival probability of such radio waves. Note that ω H (θ, φ) is the horizontal polarization from each direction to the DUT 1 obtained from the radio wave arrival probability function A, the horizontal polarization probability function B H, and the set direction probability function C of the DUT. incoming and probability weighting function obtained by normalizing, ω H (θ, φ) = a · B H · C / ∫ given by (a · B H · C) dθdφ. Similarly, ω V (θ, φ) is the horizontal polarization from each direction to the DUT 1 obtained from the radio wave arrival probability function A, the vertical polarization probability function B V, and the DUT installation direction probability function C. a weight function obtained by normalizing the arrival probability wave, ω V (θ, φ) = is given by a · B V · C / ∫ (a · B V · C) dθdφ.
第９図に示すように、水平より下のエレベーション角
＝90゜〜180゜,180゜〜270゜の範囲に対しては、重み関
数ωＨ（θ，φ）、ωＶ（θ，φ）としてsin200θを用
い、水平より上のエレベーション角θ＝０゜〜90゜,270
゜〜０゜の範囲に対しては、sin2θを用いる。なお、こ
こでは前述したように電波到来確率をアジマス角φにつ
いて一対確率としているため、第９図ではωＨ（θ），
ωＶ（θ）のみを示している。これは後に説明する第10
図及び第11図においても同様である。これらの重み関数
を用いてステップS7での積分を行なうことにより、実効
放射電力を求めることができる。この実効放射電力の算
出式を次式に示す。As shown in FIG. 9, the weighting functions ω H (θ, φ) and ω V (θ, φ) are given for the elevation angles below the horizontal = 90 ° to 180 °, 180 ° to 270 °. with sin 200 theta as), elevation angle theta = 0 ° to 90 ° above the horizontal, 270
For the range of {0}, sin 2 θ is used. Since the radio wave arrival probability is a pair probability with respect to the azimuth angle φ as described above, ω H (θ),
Only ω V (θ) is shown. This is the tenth
The same applies to FIG. 11 and FIG. By performing the integration in step S7 using these weight functions, the effective radiated power can be obtained. The formula for calculating the effective radiated power is shown below.
（但し、Wr:実効放射電力、Ge:受信アンテナの動作利
得、λ：波長、r:被測定物１と受信アンテナ32,33間の
距離、WH:水平偏波受信電力、WV:垂直偏波受信電力、ω
H:被測定物１への各方向からの電波の到来確率関数、水
平偏波の確率関数及び被測定物の設置方向の確率関数か
ら求めた被測定物１への各方向からの水平偏波の到来確
率を正規化した重み関数、ωV:被測定物１への各方向か
らの電波の到来確率関数、垂直偏波の確率関数及び被測
定物の設置方向の確率関数から求めた被測定物１への各
方向からの垂直偏波の到来確率を正規化した重み関数）
上記実効放射電力Wrの式は、｛｝内のωＨ（θ，φ），
ωＶ（θ，φ）を除くと、つまりωＨ（θ，φ）＝1,ω
Ｖ（θ，φ）＝１とすると、電波到来確率関数Ａ、水平
偏波、垂直偏波の確率関数BH,BV及び被測定物の設置方
向確率関数Ｃを考慮しない通常の放射電力の式となる。
言い換えれば、本発明は重み関数ωＨ（θ，φ），ωＶ
（θ，φ）を水平偏波、垂直偏波の受信電力WH,WVに乗
じて重み付けを行うことにより、電波到来確率関数Ａ、
水平偏波、垂直偏波の確率関数BH,BV及び被測定物の設
置方向確率関数Ｃを考慮した実効放射電力を求めるよう
にした点に特徴がある。 (Wr: effective radiation power, Ge: operating gain of receiving antenna, λ: wavelength, r: distance between DUT 1 and receiving antennas 32 and 33, W H : received power of horizontally polarized wave, W V : vertical Polarization reception power, ω
H : Arrival probability function of the radio wave from each direction to the DUT 1, horizontal polarization probability function, and horizontal polarization from each direction to the DUT 1 obtained from the probability function of the installation direction of the DUT Ω V : the arrival function of radio waves from each direction to the device under test 1, the probability function of vertical polarization, and the measured function obtained from the probability function of the installation direction of the device under test Weight function that normalizes the arrival probability of vertical polarization from each direction to object 1)
The equation of the effective radiation power Wr is expressed as ω H (θ, φ) in）,
Excluding ω V (θ, φ), ie, ω H (θ, φ) = 1, ω
Assuming that V (θ, φ) = 1, the normal radiation power of the radio wave arrival probability function A, the horizontal polarization and vertical polarization probability functions B H and B V, and the installation direction probability function C of the device under test are not considered. It becomes an expression.
In other words, the present invention provides a weighting function ω H (θ, φ), ω V
By multiplying (θ, φ) by the reception power W H , W V of the horizontal polarization and the vertical polarization, and weighting, the radio wave arrival probability function A,
It is characterized in that the effective radiation power is determined in consideration of the probability functions B H and B V of horizontal polarization and vertical polarization and the probability function C of the installation direction of the device under test.
一方、車が郊外地を走行する場合には、基地局からの
電波はほぼ水平方向に集中するので、第10図に示すよう
な水平方向に集中した重み関数を用いればよい。On the other hand, when the car travels in a suburban area, the radio waves from the base station concentrate substantially in the horizontal direction, so that a weight function concentrated in the horizontal direction as shown in FIG. 10 may be used.
また、坂道が多く、大地に対する車の角度が一定しな
い場合には、第11図に示すように上下に広い分布関数を
考えればよい。In addition, when there are many slopes and the angle of the car with respect to the ground is not constant, a distribution function that is wide up and down may be considered as shown in FIG.
なお、これらの重み関数は当然XPDを考慮して決定す
べきである。It should be noted that these weight functions should be determined in consideration of the XPD.
［発明の効果］ 本発明によれば、被測定物の実使用状況に対応する重
み関数を用いて水平偏波及び垂直偏波の受信電力を積分
することにより、特に車載用アンテナ始めとする移動し
つつ使用される被測定物の放射特性を評価するのに好適
な評価指数である実効放射電力を求めることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, by integrating the received power of the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave using the weight function corresponding to the actual use condition of the device under test, especially the movement such as the on-vehicle antenna The effective radiation power, which is an evaluation index suitable for evaluating the radiation characteristics of the device under test, can be obtained.
第１図は本発明の一実施例に係る放射電磁界測定装置の
構成を示す斜視図、第２図は同実施例における測定手順
を示すフローチャート、第３図は半波長ダイポールアン
テナの放射特性の理論値導出のための座標系を示す図、
第４図は半波長ダイポールアンテナの放射特性の理論値
を示す図、第５図は同実施例の測定装置を用いて半波長
ダイポールアンテナの放射特性を測定した結果を示す
図、第６図は同実施例の測定装置から肉抜き孔を除去し
た装置を用いて半波長ダイポールアンテナの放射特性を
測定した結果を示す図、第７図は半波長ダイポールアン
テナをターンテーブル上に水平に載置して放射特性を測
定した結果を示す図、第８図は半波長ダイポールアンテ
ナをターンテーブル上に水平より40゜傾けて載置して放
射特性を測定した結果を示す図、第９図、第10図及び第
11図は本実施例において用いられる重み関数の具体例を
示す図である。 １……被測定物、２……ターンテーブル、３……回転機
構、19……アジマス駆動装置（動力源）、20……エレベ
ーション軸（動力源）、27,28……電波吸収体、29,30,3
1……肉抜き孔、32,33……測定用受信アンテナ、34……
ネットワークアナライザ、35……A/D変換器、36……電
子計算機、39……CRTディスプレイ、50……被測定アン
テナ。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a radiation electromagnetic field measuring apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure in the embodiment, and FIG. 3 is a graph showing radiation characteristics of a half-wave dipole antenna. Diagram showing a coordinate system for deriving theoretical values,
FIG. 4 is a diagram showing the theoretical values of the radiation characteristics of the half-wave dipole antenna, FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the radiation characteristics of the half-wave dipole antenna using the measuring apparatus of the embodiment, and FIG. FIG. 7 shows the results of measuring the radiation characteristics of a half-wavelength dipole antenna using a device from which the lightening holes have been removed from the measuring device of the same embodiment. FIG. 7 shows a half-wavelength dipole antenna mounted horizontally on a turntable. FIG. 8 shows the results of measuring the radiation characteristics by measuring the radiation characteristics. FIG. 8 shows the results of measuring the radiation characteristics by mounting the half-wavelength dipole antenna on the turntable at an angle of 40 ° from the horizontal. Figures and No.
FIG. 11 is a diagram showing a specific example of the weight function used in the present embodiment. 1 ... DUT, 2 ... turntable, 3 ... rotating mechanism, 19 ... azimuth driving device (power source), 20 ... elevation shaft (power source), 27, 28 ... radio wave absorber, 29,30,3
1 ... Lightening holes, 32,33 ... Receiving antenna for measurement, 34 ...
Network analyzer, 35 A / D converter, 36 Computer, 39 CRT display, 50 antenna to be measured.
Claims (4)
テーブルと、 このターンテーブルを直交する二軸を中心として360゜
回転させる回転機構と、 この回転機構に動力を伝達する動力伝達機構と、 この動力伝達機構に連結された動力源と、 前記回転機構による前記ターンテーブルの回転に伴なう
前記被測定物からの水平偏波及び垂直偏波の放射電力を
受信し、前記被測定物の全立体角にわたる放射電磁界を
測定する測定手段とを備え、 前記測定手段は被測定物への各方向からの電波の到来確
率関数、偏波状態の確率関数及び被測定物の設置方向の
確率関数から、被測定物への各方向からの水平偏波及び
垂直偏波の到来確率を求め、これを正規化して水平偏波
及び垂直偏波の受信電力に対する重み関数とし、これら
の重み関数を用いて水平偏波及び垂直偏波の受信電力を
全立体角にわたり積分することにより、前記被測定物か
らの実効放射電力を測定することを特徴とする放射電磁
界測定装置。A turntable on which an object to be measured that emits electromagnetic waves is placed; a rotation mechanism for rotating the turntable by 360 ° about two orthogonal axes; a power transmission mechanism for transmitting power to the rotation mechanism; A power source connected to the power transmission mechanism, receiving radiated power of horizontally polarized waves and vertically polarized waves from the device under test accompanying the rotation of the turntable by the rotating mechanism, Measuring means for measuring a radiated electromagnetic field over the entire solid angle, wherein the measuring means includes a probability function of the arrival of a radio wave from each direction to the device under test, a probability function of the polarization state, and a probability of the installation direction of the device under test. From the function, the arrival probability of horizontal polarization and vertical polarization from each direction to the device under test is obtained, and this is normalized to be a weight function for the reception power of horizontal polarization and vertical polarization, and these weight functions are used. Horizontal using By integrating the received power of the waves and vertically polarized waves over the entire solid angle, the radiation electromagnetic field measuring apparatus characterized by measuring the effective radiated power from the object to be measured.
テーブルと、 このターンテーブルを直交する二軸を中心としてエレベ
ーション方向及びアジマス方向に360゜回転させる回転
機構と、 この回転機構に動力を伝達する動力伝達機構と、 この動力伝達機構に連結された動力源と、 前記回転機構による前記ターンテーブルの回転に伴なう
前記被測定物からの水平偏波及び垂直偏波の放射電力を
受信し、前記被測定物の全立体角にわたる放射電磁界を
測定する測定手段とを備え、 前記測定手段は次式 （但し、Wr:実効放射電力、Ge:受信アンテナの動作利
得、λ：波長、r:被測定物と受信アンテナ間の距離、
WH:水平偏波受信電力、WV:垂直偏波受信電力、ωH:被測
定物への各方向からの電波の到来確率関数、水平偏波の
確率関数及び被測定物の設置方向の確率関数から求めた
被測定物への各方向からの水平偏波の到来確率を正規化
した重み関数、ωV:被測定物への各方向からの電波の到
来確率関数と垂直偏波の確率関数及び被測定物の設置方
向の確率関数から求めた被測定物への各方向からの垂直
偏波の到来確率を正規化した重み関数、θ：エレベーシ
ョン角、φ：アジマス角） により被測定物からの実効放射電力を求めることを特徴
とする放射電磁界測定装置。2. A turntable on which an object to be measured which emits electromagnetic waves is placed, a rotating mechanism for rotating the turntable by 360 ° in two directions perpendicular to each other in an elevation direction and an azimuth direction, and power is supplied to the rotating mechanism. A power transmission mechanism for transmitting; a power source connected to the power transmission mechanism; and receiving radiated power of horizontally polarized waves and vertically polarized waves from the device under test accompanying rotation of the turntable by the rotating mechanism. Measuring means for measuring a radiated electromagnetic field over the entire solid angle of the object to be measured; (Wr: effective radiation power, Ge: operating gain of receiving antenna, λ: wavelength, r: distance between DUT and receiving antenna,
W H : horizontal polarization reception power, W V : vertical polarization reception power, ω H : radio wave arrival probability function from each direction to the device under test, horizontal polarization probability function and installation direction of device under test A weighting function that normalizes the arrival probability of horizontal polarized waves from each direction to the device under test obtained from the probability function, ω V : Arrival probability function of radio waves from each direction to the device under test and the probability of vertical polarization Measured by a weighting function that normalizes the arrival probability of vertical polarization from each direction to the DUT, obtained from the function and the probability function of the installation direction of the DUT, θ: elevation angle, φ: azimuth angle) A radiated electromagnetic field measuring device for determining effective radiated power from an object.
構は非金属材料により形成され、動力源は電波吸収体に
より覆われていることを特徴とする請求項１または２記
載の放射電磁界測定装置。3. The radiation field measuring apparatus according to claim 1, wherein the turntable, the rotation mechanism, and the power transmission mechanism are formed of a non-metallic material, and the power source is covered with a radio wave absorber. .
構は肉抜き加工された非金属材料により形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射電磁界測
定装置。4. The radiation field measuring apparatus according to claim 1, wherein the turntable, the rotation mechanism, and the power transmission mechanism are formed of a non-metallic material that has been lightened.
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| JP31823188A JP2793209B2 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Radiated electromagnetic field measurement device |
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| JP31823188A Expired - Fee Related JP2793209B2 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Radiated electromagnetic field measurement device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1988
- 1988-12-16 JP JP31823188A patent/JP2793209B2/en not_active Expired - Fee Related
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