JPH08211117A - アンテナ放射パターン測定方法 - Google Patents
アンテナ放射パターン測定方法Info
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- JPH08211117A JPH08211117A JP1600195A JP1600195A JPH08211117A JP H08211117 A JPH08211117 A JP H08211117A JP 1600195 A JP1600195 A JP 1600195A JP 1600195 A JP1600195 A JP 1600195A JP H08211117 A JPH08211117 A JP H08211117A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定時間を短縮でき、さらに初期鏡面誤差を
有している開口面に対しても正確にアンテナ放射パター
ンを測定できるアンテナ放射パターン測定方法を実現す
る。 【構成】 アンテナ反射鏡の鏡面誤差、アンテナ反射鏡
と近傍界測定装置のアラインメント誤差を含めたまま近
傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方界データ
に変換した後に逆フーリエ変換してアンテナ反射鏡の開
口面での位相分布を求め、得られた位相分布の平均的な
傾きをアラインメント誤差として求め、得られたアライ
ンメント誤差を近傍界データの位相誤差として位相分布
を再計算し、アンテナ反射鏡のアンテナ放射パターンを
算出することを特徴とする。
有している開口面に対しても正確にアンテナ放射パター
ンを測定できるアンテナ放射パターン測定方法を実現す
る。 【構成】 アンテナ反射鏡の鏡面誤差、アンテナ反射鏡
と近傍界測定装置のアラインメント誤差を含めたまま近
傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方界データ
に変換した後に逆フーリエ変換してアンテナ反射鏡の開
口面での位相分布を求め、得られた位相分布の平均的な
傾きをアラインメント誤差として求め、得られたアライ
ンメント誤差を近傍界データの位相誤差として位相分布
を再計算し、アンテナ反射鏡のアンテナ放射パターンを
算出することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星に搭載される開口
面アンテナのアンテナ放射パターン（指向性）を測定す
るアンテナ放射パターン測定方法に関する。
面アンテナのアンテナ放射パターン（指向性）を測定す
るアンテナ放射パターン測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のアンテナ放射パターン測
定システムの構成を示す。図において、１１はアンテナ
反射鏡、１２は給電装置、１３は近傍界測定装置、１４
はプローブ、１５は３次元測定装置である。プローブ１
４は、近傍界測定装置１３の走査面内を移動して電界分
布を測定する。近傍界測定装置１３は、プローブ１４の
位置を設定した平面内で移動させるスキャン機構と、各
点でプローブ１４の位置および測定された位相振幅を記
録する手段とにより構成される。アンテナ反射鏡１１
と、その開口面の垂直方向の焦点位置に配置される給電
装置１２と、それらを所定の位置に固定するための治具
によりアンテナ系が構成される。
定システムの構成を示す。図において、１１はアンテナ
反射鏡、１２は給電装置、１３は近傍界測定装置、１４
はプローブ、１５は３次元測定装置である。プローブ１
４は、近傍界測定装置１３の走査面内を移動して電界分
布を測定する。近傍界測定装置１３は、プローブ１４の
位置を設定した平面内で移動させるスキャン機構と、各
点でプローブ１４の位置および測定された位相振幅を記
録する手段とにより構成される。アンテナ反射鏡１１
と、その開口面の垂直方向の焦点位置に配置される給電
装置１２と、それらを所定の位置に固定するための治具
によりアンテナ系が構成される。
【０００３】アンテナ放射パターンを測定する際には、
アンテナ反射鏡１１の開口面と近傍界測定装置１３の走
査面が正確に平行になるように配置しなければならな
い。３次元測定装置１５はこれらを平行に配置するため
に用いられ、アンテナ反射鏡１１の基準点と近傍界測定
装置１３の走査面内の基準点を少なくとも３点ずつ合計
６点について測定する。アンテナ反射鏡１１は治具を介
して床面に設置されるが、通常は微調整装置がないので
測定結果に基づいて方向調整することが難しい。このた
め、アンテナ放射パターンの測定時間の大部分が３次元
測定作業（アラインメント作業）に費やされるのが実情
である。
アンテナ反射鏡１１の開口面と近傍界測定装置１３の走
査面が正確に平行になるように配置しなければならな
い。３次元測定装置１５はこれらを平行に配置するため
に用いられ、アンテナ反射鏡１１の基準点と近傍界測定
装置１３の走査面内の基準点を少なくとも３点ずつ合計
６点について測定する。アンテナ反射鏡１１は治具を介
して床面に設置されるが、通常は微調整装置がないので
測定結果に基づいて方向調整することが難しい。このた
め、アンテナ放射パターンの測定時間の大部分が３次元
測定作業（アラインメント作業）に費やされるのが実情
である。
【０００４】図６は、従来のアンテナ放射パターンの測
定手順を示す。アンテナ反射鏡１１を設置した後に、３
次元測定装置１５を用いてアンテナ反射鏡１１と近傍界
測定装置１３のアラインメント誤差を測定する。アンテ
ナ反射鏡１１と近傍界測定装置１３が所定の精度で平行
になるまで、アンテナ反射鏡１１の方向調整と３次元位
置の測定を繰り返す。アラインメントが完全にとれた状
態で近傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方界
データに変換して所望のアンテナ放射パターンを得る。
以上の手順により、鏡面誤差の小さいアンテナ反射鏡１
１についてはアンテナ放射パターンを求めることができ
る。しかし、被測定アンテナが大型で鏡面誤差を含んで
いるような場合は、アンテナ開口面の定義自体があいま
いであり、設置の基準を明確にすることが非常に困難に
なっている。
定手順を示す。アンテナ反射鏡１１を設置した後に、３
次元測定装置１５を用いてアンテナ反射鏡１１と近傍界
測定装置１３のアラインメント誤差を測定する。アンテ
ナ反射鏡１１と近傍界測定装置１３が所定の精度で平行
になるまで、アンテナ反射鏡１１の方向調整と３次元位
置の測定を繰り返す。アラインメントが完全にとれた状
態で近傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方界
データに変換して所望のアンテナ放射パターンを得る。
以上の手順により、鏡面誤差の小さいアンテナ反射鏡１
１についてはアンテナ放射パターンを求めることができ
る。しかし、被測定アンテナが大型で鏡面誤差を含んで
いるような場合は、アンテナ開口面の定義自体があいま
いであり、設置の基準を明確にすることが非常に困難に
なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ放射パ
ターン測定方法では、アラインメント作業に時間がかか
り効率が著しく悪い。また、製造時にすでに誤差を有し
ており、これを修正して使用するようなアンテナの場合
には、アンテナ開口面の基準となる点が誤差を有してお
り、開口面自体がアラインメント誤差を有したまま定義
されてしまうので、正確なアンテナ放射パターンを測定
することが困難であった。
ターン測定方法では、アラインメント作業に時間がかか
り効率が著しく悪い。また、製造時にすでに誤差を有し
ており、これを修正して使用するようなアンテナの場合
には、アンテナ開口面の基準となる点が誤差を有してお
り、開口面自体がアラインメント誤差を有したまま定義
されてしまうので、正確なアンテナ放射パターンを測定
することが困難であった。
【０００６】本発明は、測定時間を短縮でき、さらに初
期鏡面誤差を有している開口面に対しても正確にアンテ
ナ放射パターンを測定することができるアンテナ放射パ
ターン測定方法を提供することを目的とする。
期鏡面誤差を有している開口面に対しても正確にアンテ
ナ放射パターンを測定することができるアンテナ放射パ
ターン測定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ放射パ
ターン測定方法は、アンテナ反射鏡の鏡面誤差、アンテ
ナ反射鏡と近傍界測定装置のアラインメント誤差を含め
たまま近傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方
界データに変換した後に逆フーリエ変換してアンテナ反
射鏡の開口面での位相分布を求め、得られた位相分布の
平均的な傾きをアラインメント誤差として求め、得られ
たアラインメント誤差を近傍界データの位相誤差として
位相分布を再計算し、アンテナ反射鏡のアンテナ放射パ
ターンを算出することを特徴とする。
ターン測定方法は、アンテナ反射鏡の鏡面誤差、アンテ
ナ反射鏡と近傍界測定装置のアラインメント誤差を含め
たまま近傍界測定を行い、得られた近傍界データを遠方
界データに変換した後に逆フーリエ変換してアンテナ反
射鏡の開口面での位相分布を求め、得られた位相分布の
平均的な傾きをアラインメント誤差として求め、得られ
たアラインメント誤差を近傍界データの位相誤差として
位相分布を再計算し、アンテナ反射鏡のアンテナ放射パ
ターンを算出することを特徴とする。
【０００８】また、複数の周波数の測定用信号を用いて
アンテナ放射パターンを測定することを特徴とする。
アンテナ放射パターンを測定することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明のアンテナ放射パターン測定方法では、
被測定アンテナを設置する際にアラインメント誤差を予
測しておく。この状態で近傍界測定を行い、所定の計算
によってアンテナ反射鏡の開口面での位相分布を求め、
アラインメント誤差を求める。このアラインメント誤差
を近傍界データの位相誤差として位相分布を再計算す
る。これにより、当初のアンテナ放射パターンからアラ
インメント誤差分が差し引かれ、正確にアラインメント
をとった場合のアンテナ放射パターンを算出することが
できる。
被測定アンテナを設置する際にアラインメント誤差を予
測しておく。この状態で近傍界測定を行い、所定の計算
によってアンテナ反射鏡の開口面での位相分布を求め、
アラインメント誤差を求める。このアラインメント誤差
を近傍界データの位相誤差として位相分布を再計算す
る。これにより、当初のアンテナ放射パターンからアラ
インメント誤差分が差し引かれ、正確にアラインメント
をとった場合のアンテナ放射パターンを算出することが
できる。
【００１０】また、複数の周波数の信号を用いて測定を
行うことにより、低い周波数信号では広いレンジで、高
い周波数信号では高分解能で測定することができる。
行うことにより、低い周波数信号では広いレンジで、高
い周波数信号では高分解能で測定することができる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明によるアンテナ放射パターン
測定のためのシステム構成を示す。図において、１１は
アンテナ反射鏡、１２は給電装置、１３は近傍界測定装
置、１４はプローブである。プローブ１４は、近傍界測
定装置１３の走査面内を移動して電界分布を測定する。
本発明では、近傍界測定の方法は従来技術と同じである
が、データ処理手順が異なっている。
測定のためのシステム構成を示す。図において、１１は
アンテナ反射鏡、１２は給電装置、１３は近傍界測定装
置、１４はプローブである。プローブ１４は、近傍界測
定装置１３の走査面内を移動して電界分布を測定する。
本発明では、近傍界測定の方法は従来技術と同じである
が、データ処理手順が異なっている。
【００１２】図２は、本発明のアンテナ放射パターンの
測定手順の一例を示す。ここでは、簡単のために１軸の
みで考える。アンテナ反射鏡１１の開口面と近傍界測定
装置１３にアラインメント誤差が存在すると仮定する。
このまま近傍界測定を行い、遠方界データに変換した後
に逆フーリエ変換を行い、アンテナ反射鏡１１の開口面
での位相分布を求める。この位相分布は、鏡面誤差を含
んだアラインメント誤差と考えることができる。すなわ
ち、開口面と近傍界走査面とが平行でない場合の誤差分
と、鏡面誤差による誤差分の両者が一括して測定され
る。測定されたアラインメント誤差分を近傍界データの
位相誤差として位相分布を再計算する。このアラインメ
ント誤差を補正した近傍界データを遠方界データに変換
し、所望のアンテナ放射パターンを得る。
測定手順の一例を示す。ここでは、簡単のために１軸の
みで考える。アンテナ反射鏡１１の開口面と近傍界測定
装置１３にアラインメント誤差が存在すると仮定する。
このまま近傍界測定を行い、遠方界データに変換した後
に逆フーリエ変換を行い、アンテナ反射鏡１１の開口面
での位相分布を求める。この位相分布は、鏡面誤差を含
んだアラインメント誤差と考えることができる。すなわ
ち、開口面と近傍界走査面とが平行でない場合の誤差分
と、鏡面誤差による誤差分の両者が一括して測定され
る。測定されたアラインメント誤差分を近傍界データの
位相誤差として位相分布を再計算する。このアラインメ
ント誤差を補正した近傍界データを遠方界データに変換
し、所望のアンテナ放射パターンを得る。
【００１３】図３は、アラインメント誤差を含んだアン
テナ開口面の位相分布を示す。ここでは、簡単のために
Ｘ軸方向、すなわちアジマス方向のみにアラインメント
誤差を与えている。仮にアラインメント誤差および鏡面
誤差がなければ完全な平面になるはずである。これらの
誤差による全体的な傾きがあることがわかる。アンテナ
面内の部分的な変形はアンテナ反射鏡１１がもつ鏡面誤
差である。これらの誤差のうち指向誤差に影響を与える
成分は、この位相分布をアジマス方向のｘで偏微分する
ことにより抽出することができる。鏡面形状をｆ(x,y)
とすると、アジマス方向のアラインメント誤差Ｅx は、 Ｅx ＝∂f(x,y)／∂ｘ …(1) と表すことができる。この傾きの分だけプローブ１４で
受信した電界の位相の部分を補正し、再度遠方界データ
に変換する計算を行うことにより、これらの誤差を除去
することができる。
テナ開口面の位相分布を示す。ここでは、簡単のために
Ｘ軸方向、すなわちアジマス方向のみにアラインメント
誤差を与えている。仮にアラインメント誤差および鏡面
誤差がなければ完全な平面になるはずである。これらの
誤差による全体的な傾きがあることがわかる。アンテナ
面内の部分的な変形はアンテナ反射鏡１１がもつ鏡面誤
差である。これらの誤差のうち指向誤差に影響を与える
成分は、この位相分布をアジマス方向のｘで偏微分する
ことにより抽出することができる。鏡面形状をｆ(x,y)
とすると、アジマス方向のアラインメント誤差Ｅx は、 Ｅx ＝∂f(x,y)／∂ｘ …(1) と表すことができる。この傾きの分だけプローブ１４で
受信した電界の位相の部分を補正し、再度遠方界データ
に変換する計算を行うことにより、これらの誤差を除去
することができる。
【００１４】アラインメント誤差を除去した後のアンテ
ナ開口面の位相分布を図４に示すが、全体的な傾きが除
去されていることがわかる。例では六角形のアンテナを
用いて説明しているが、誤差除去後に残っている凹凸が
実際の鏡面誤差である。すなわち、アンテナ反射鏡１１
と近傍界測定装置１３とを正確に平行に設置した場合と
同様のアンテナ放射パターンを得られることがわかる。
ナ開口面の位相分布を図４に示すが、全体的な傾きが除
去されていることがわかる。例では六角形のアンテナを
用いて説明しているが、誤差除去後に残っている凹凸が
実際の鏡面誤差である。すなわち、アンテナ反射鏡１１
と近傍界測定装置１３とを正確に平行に設置した場合と
同様のアンテナ放射パターンを得られることがわかる。
【００１５】なお、エレベーション方向のアラインメン
ト誤差Ｅy は、同様に Ｅy ＝∂f(x,y)／∂y …(2) と表すことができる。また、得られたアラインメント誤
差が大きい場合には、収差を含んだアンテナ放射パター
ンを測定している可能性があるので、測定されたアライ
ンメント誤差を用いてアンテナ反射鏡１１を設置し直す
ことにより、さらに正確な測定が可能となる。
ト誤差Ｅy は、同様に Ｅy ＝∂f(x,y)／∂y …(2) と表すことができる。また、得られたアラインメント誤
差が大きい場合には、収差を含んだアンテナ放射パター
ンを測定している可能性があるので、測定されたアライ
ンメント誤差を用いてアンテナ反射鏡１１を設置し直す
ことにより、さらに正確な測定が可能となる。
【００１６】また、アラインメント誤差あるいは鏡面誤
差が測定信号の１波長より大きい場合は、複数の周波数
の信号を用いて測定を行う。すなわち、低い周波数信号
を用いて広いレンジで粗く測定し、高い周波数信号を用
いて高い分解能で測定することにより、大きな誤差を有
する場合でも所定の精度を確保することができる（請求
項２）。
差が測定信号の１波長より大きい場合は、複数の周波数
の信号を用いて測定を行う。すなわち、低い周波数信号
を用いて広いレンジで粗く測定し、高い周波数信号を用
いて高い分解能で測定することにより、大きな誤差を有
する場合でも所定の精度を確保することができる（請求
項２）。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
放射パターン測定方法では、３次元測定装置を用いてア
ラインメント誤差を測定し、アンテナの向きを調整する
必要がないので、アンテナ放射パターンの測定時間を大
幅に短縮することができる。また、初期鏡面誤差を有す
るアンテナ反射鏡に対しても正確にアンテナ放射パター
ンを測定することが可能である。
放射パターン測定方法では、３次元測定装置を用いてア
ラインメント誤差を測定し、アンテナの向きを調整する
必要がないので、アンテナ放射パターンの測定時間を大
幅に短縮することができる。また、初期鏡面誤差を有す
るアンテナ反射鏡に対しても正確にアンテナ放射パター
ンを測定することが可能である。
【図１】本発明によるアンテナ放射パターン測定システ
ムの構成を示す図。
ムの構成を示す図。
【図２】本発明のアンテナ放射パターンの測定手順の一
例を示す図。
例を示す図。
【図３】アラインメント誤差を含んだアンテナ開口面の
位相分布を示す図。
位相分布を示す図。
【図４】アラインメント誤差を除去した後のアンテナ開
口面の位相分布を示す図。
口面の位相分布を示す図。
【図５】従来のアンテナ放射パターン測定システムの構
成を示す図。
成を示す図。
【図６】従来のアンテナ放射パターンの測定手順を示す
図。
図。
１１ アンテナ反射鏡 １２ 給電装置 １３ 近傍界測定装置 １４ プローブ １５ ３次元測定装置
Claims (2)
- 【請求項１】 アンテナ反射鏡の鏡面誤差、アンテナ反
射鏡と近傍界測定装置のアラインメント誤差を含めたま
ま近傍界測定を行い、 得られた近傍界データを遠方界データに変換した後に逆
フーリエ変換してアンテナ反射鏡の開口面での位相分布
を求め、 得られた位相分布の平均的な傾きを前記アラインメント
誤差として求め、 得られたアラインメント誤差を前記近傍界データの位相
誤差として位相分布を再計算し、前記アンテナ反射鏡の
アンテナ放射パターンを算出することを特徴とするアン
テナ放射パターン測定方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のアンテナ放射パターン
測定方法において、 複数の周波数の測定用信号を用いてアンテナ放射パター
ンを測定することを特徴とするアンテナ放射パターン測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1600195A JPH08211117A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | アンテナ放射パターン測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1600195A JPH08211117A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | アンテナ放射パターン測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211117A true JPH08211117A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11904398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1600195A Pending JPH08211117A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | アンテナ放射パターン測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08211117A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001165975A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ測定装置及びアンテナ測定方法 |
| WO2002023205A1 (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | University Of Northumbria At Newcastle | Microwave holographic measuring method and apparatus |
| JP2002243783A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | Communication Research Laboratory | 近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法 |
| JP2003524777A (ja) * | 1999-12-30 | 2003-08-19 | アストリウム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 屋外の放射電磁界の特性を広範囲に、かつ高精度に決定するための移動システムおよびこれを実施する方法 |
| US7088287B2 (en) | 2003-12-11 | 2006-08-08 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Antenna aligning apparatus for near-field measurement |
| JP2011107135A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Astrium Gmbh | アンテナなどの高周波特性試験対象物の特性測定のための高周波特性測定システム及び方法 |
| JP2012149901A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Japan Aerospace Exploration Agency | 高精度非接触位置測定機構を持つサブミリ波近傍界測定装置 |
| CN102854401A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-02 | 电子科技大学 | 一种阵列天线方向图时域测量方法 |
| JP2015127718A (ja) * | 2015-04-03 | 2015-07-09 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 高精度非接触位置測定機構を持つサブミリ波近傍界測定装置 |
| CN107219410A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-29 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于探头扫频位移偏移量的平面近场测量修正方法 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP1600195A patent/JPH08211117A/ja active Pending
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
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