KR100926561B1 - 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법 - Google Patents

유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100926561B1
KR100926561B1 KR1020070095206A KR20070095206A KR100926561B1 KR 100926561 B1 KR100926561 B1 KR 100926561B1 KR 1020070095206 A KR1020070095206 A KR 1020070095206A KR 20070095206 A KR20070095206 A KR 20070095206A KR 100926561 B1 KR100926561 B1 KR 100926561B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
length
measuring
radiation pattern
electric field
Prior art date
Application number
KR1020070095206A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090029978A (ko
Inventor
오순수
조용희
조인귀
윤재훈
전순익
김창주
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020070095206A priority Critical patent/KR100926561B1/ko
Priority to PCT/KR2008/005559 priority patent/WO2009038388A1/en
Priority to US12/678,203 priority patent/US8471774B2/en
Priority to CN200880115711A priority patent/CN101855560A/zh
Publication of KR20090029978A publication Critical patent/KR20090029978A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100926561B1 publication Critical patent/KR100926561B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10Radiation diagrams of antennas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

기준 안테나를 이용하여 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 장치는 제어부, 분석부 및 측정부를 포함한다. 제어부는 기준 안테나 및 피측정 안테나의 구동을 제어한다. 분석부는 기준 안테나 및 피측정 안테나 중 어느 하나의 안테나에서 송신되어 다른 안테나로 수신되는 무선 주파수 신호로부터 전계값을 측정한다. 그리고, 측정부는 제어부와 분석부를 제어하며, 전계값을 이용하여 피측정 안테나의 특정 거리의 방사 패턴을 측정한다.
프레넬 영역, 원역장 영역, 각도 좌표계, 방사 패턴, 프레넬장, 원역장

Description

유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING ANTENNA RADIATION PATTERNS}
본 발명은 안테나 방사 패턴 측정 시스템에 관한 것으로, 특히 유한 거리에서의 안테나의 방사 패턴을 변환시키는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 안테나로부터 자유 공간에 복사된 전자기장은 일정 거리까지는 용량성 전자기장이 복사성 전자기장보다 크며, 이 영역을 용량성 근역장 영역(Reactive Near-Field Region)이라고 한다. 이 후, 복사성 전자기장이 점차 커지게 되는데, 이 영역을 복사성 근역장 영역(Radiating Near-Field Region)이라고 한다. 이때, 복사성 근역장 영역은 프레넬 영역(Fresnel Region)이라고도 하며, 이 영역에 존재하는 전자기장을 프레넬장이라고 한다.
안테나로부터 복사된 전파는 프레넬 영역을 지나면서 점차 평면파에 가까워진다. 이때, 안테나로부터 복사된 전파의 거리(R)가 2L2/λ보다 먼 영역을 원영장 영역(Far-Field Region) 또는 프라운호퍼 영역(Fraunhofer Region)이라고 하며, 이 영역에 존재하는 전자기장을 원역장(Far-Field)이라고 한다. 여기서, L은 안테나 개구면 길이며, λ는 동작 주파수 파장이다.
일반적인 안테나 또는 무선 기기에서 요구되는 측정 파라미터는 무한 거리(R=∞)에서의 원역장 방사패턴, 이득 등이다. 그러나, 유효복사전력(Effective Radiated Power,ERP) 또는 유효등방성복사전력(Effective Isotropically Radiated Power,EIRP) 파라미터는 특정하게 지정된 유한 거리의 전자기장이 요구된다. 그리고, 이동 통신 기지국과 같은 무선 기기는 고출력 전자파를 방사하므로, 전자기장이 일정 크기 이하로 감소될 수 있는 안전 거리가 요구된다.
이처럼 유한 거리의 프레넬장 또는 원역장을 획득하기 위해서는 직접 해당 지점에서 측정을 수행하거나, 무반사실에서 측정할 수 있다.
프레넬장이나 원역장 등 특정 거리의 전자기장을 획득하기 위하여 피측정용 안테나를 위치시킬 때, 무반사실의 크기가 측정하고자 하는 거리를 포함하면 직접 해당 지점에서 측정을 수행할 수 있다. 그러나, 측정하고자 하는 거리가 무반사실의 크기를 벗어나는 경우에는 기존 무반사실보다 더 큰 무반사실을 구축해야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 프로브와 피측정용 안테나의 거리가 가변되어야 하므로, 무반사실 내에서 거리조정 시설을 갖추어야 하는 문제점이 존재한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소스 안테나로부터 특정 거리에 위치한 안테나 방사 패턴으로부터 다른 특정 거리의 안테나 방사 패턴을 획득할 수 있는 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따라 기준 안테나를 이용하여 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 장치에 있어서, 상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나의 구동을 제어하는 제어부, 상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나 중 어느 하나의 안테나에서 송신되어 다른 안테나로 수신되는 무선 주파수 신호로부터 전계값을 측정하는 분석부, 및 상기 제어부와 상기 분석부를 제어하며, 상기 전계값을 이용하여 상기 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 측정부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 안테나 방사 패턴 측정 장치에서 기준 안테나를 이용하여 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 방법에 있어서, 상기 기준 안테나와 상기 피측정 안테나 사이의 길이를 제1 길이로 유지하면서 상기 제1 길이를 반지름으로 가지는 원구 상의 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 단계, 및 상기 복수의 지점에서의 상기 전계값을 이용하여 상기 피측정 안테나로부터 제2 길이만큼 떨어진 영역의 방사 패턴을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 안테나 방사 패턴 측정 장치에서 제1 안 테나를 이용하여 제2 안테나의 방사 패턴을 측정하는 방법에 있어서, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이의 거리를 제1 길이로 유지하면서 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 어느 하나를 움직여, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나에서 다른 안테나로 신호를 송신하는 단계, 상기 신호를 수신하여 상기 제1 길이를 반지름으로 가지는 원구 상의 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 단계, 및 상기 복수의 지점에서의 상기 전계값, 상기 제1 길이, 제2 길이 및 상기 원구 상의 복수의 각 지점의 위치를 이용하여 상기 제2 안테나로부터 상기 제2 길이만큼 떨어진 영역의 방사 패턴을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소형 무반사실에서도 무반사실의 크기를 벗어나는 지점의 안테나 방사패턴을 획득할 수 있어 챔버의 활용도를 증가시킬 수 있다.
또한, 유한 거리에서의 안테나 방사 패턴을 획득하여 거리에 따른 전자기장의 크기를 예측할 수 있으며, 그에 따라 기준 안테나와 피측정 안테나 간의 거리를 변화시키는 거리 조정 시설을 대체할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사 한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 방사 패턴 측정 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 방사 패턴 변환 시스템을 나타낸 도면이며, 도 2는 안테나 방사 패턴 변환 시스템에 배치되는 안테나에 대한 각도 좌표를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 방사 패턴 변환 시스템(1)은 무반사실(100)과 안테나 방사 패턴 측정 장치(200)를 포함하며, 안테나 방사 패턴 측정 장치(200)는 제어부(210), 분석부(220) 및 측정부(230)를 포함한다.
무반사실(100)은 기준 안테나(110), 피측정 안테나(120), 구동 장치(130,140), 지지대(150) 및 수평 회전 장치(160)를 포함한다.
기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120)는 무반사실(100) 내에서 2L2/λ의 거리(R)만큼 떨어져 위치한다. 여기서, L은 안테나 개구면 길이며, λ는 동작 주파수 파장이다. 구동 장치(130)는 기준 안테나(110)와 연결되고, 구동 장치(140)는 피측정 안테나(120)와 연결되며, 구동 장치(130,140)는 각각의 안테나(110,120)의 측정 높이 및 각도를 변경하여 안테나를 조절한다. 지지대(150)는 피측정 안테 나(120)와 수평 회전 장치(160) 사이에 연결되며, 수평 회전 장치(160)는 회전 각도에 따른 데이터를 회득하기 위하여 지지대(150)를 수평 회전 시킨다.
제어부(210)는 구동 장치(130,140) 및 수평 회전 장치(160)를 자동으로 구동시키기 위한 모터를 제어한다.
분석부(220)는 무선 주파수(Radio Frequency) 케이블을 통하여 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120) 중 송신 안테나로 설정된 안테나로 무선 주파수 신호를 전송한다. 그리고, 분석부(220)는 무선 주파수 신호 케이블을 통하여 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120) 중 송신 안테나로 설정된 안테나를 제외한 나머지 안테나, 즉 수신 안테나로부터 무선 주파수 신호를 수신한다. 이때, 분석부(220)는 송수신 되는 무선 주파수 신호로부터 측정하고자 하는 방사 패턴에 대한 모든 각도에서의 복소수 전계값을 측정하여 측정부(230)로 전달한다.
측정부(230)는 안테나의 방사 패턴을 측정하기 위하여 요구되는 파라미터를 결정한다. 그리고, 측정부(230)는 안테나 방사 패턴을 측정하기 위해 필요한 모든 각도에서의 방사 패턴이 측정될 수 있도록 제어부(210)와 분석부(220)를 제어한다. 그리고, 측정부(230)는 분석부(220)로부터 전달되는 모든 각도에서의 복소수 전계값을 데이터 베이스에 저장하며, 저장된 복소수 전계값을 이용하여 획득하고자 하는 방사 패턴을 측정한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무반사실(100)에 배치되는 안테나에 대한 각도 좌표를 보면 방사 패턴을 구하고자 하는 피측정 안테나(120)는 각도 좌표계의 원점에 위치한다. 이때, Lx는 피측정 안테나(120)의 x축 방향의 개구면 길이이며, Ly는 피 측정 안테나(120)의 y축 방향 개구면 길이이다. 그리고, R은 원점으로부터 측정하고자 하는 전계값[ER(α,β)]까지의 거리이다. 이때, 기준 안테나(110)는 ER(α,β)가 표시되는 검은색 원이 표시되는 지점에 위치한다. 여기서, α는 y-z평면으로부터 x축 방향으로의 각도이며, β는 x-z평면으로부터 y축 방향으로의 각도이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 안테나의 방사 패턴을 측정하는데 이용되는 전계의 주사 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 고도각을 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 각도를 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 높이를 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5에서 방사 패턴을 측정하고자 하는 피측정 안테나(120)는 각도 좌표계의 원점에 위치한다. 도 3 내지 도 5에서 검은색 원들은 모두 피측정 안테나(120)로부터 R1의 거리만큼 떨어져 있는 전계(ER1)를 나타내며, 전계(ER1)는 반지름이 R1인 원구(이하, "R1 원구"라 함)의 표면 상에 주사된다. 여기서, 기준 안테나(도 1의 110)는 R1 원구 표면에서 검은색 원이 표시된 지점에 위치하며, 피측정 안테나(120)와 무선 주파수를 송수신한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기준 안테나(110) 및 피측정 안테나(120) 중 어느 하나의 고도각을 변화시키면서 피측정 안테나(120)를 수평 방향으로 회전하여 검은색 원이 위치한 수평선을 따라 주사할 수 있다. 이때, 고도각은 피측정 안테 나(120)에서 기준 안테나(110)를 보았을 때 이루는 각으로, 구동 장치(130,140)에 포함되는 모터 및 지지대(150)를 수직 및 수평 방향으로 회전시키면서 변화시킬 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120)의 각도(Φ)를 변화시키면서 검은색 원이 위치하는 면을 따라 주사할 수 있다. 이때, 각도(Φ)는 z축을 중심으로 한 회전각이다. 이와 같은 주사 방법은 구동 장치(130,140)의 모터를 z축을 중심으로 회전하도록 제어하는 동시에 피측정 안테나(120)를 수평 방향으로 회전 시키면서 실시한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120)를 R1 원구 주위에서 수직 방향으로 높이를 변화시키면서 주사할 수 있다. 이때, 주사되는 측정값의 위치는 도 5에서 백색원으로 표시되며, R1 원구 표면의 검은색 원과의 크기 및 위상의 차이는 보상 알고리즘을 이용하여 보상된다. 이와 같은 주사 방법은 구동 장치(130,140)의 모터를 제어하여 기준 안테나(110) 및 피측정 안테나(120) 중 적어도 어느 하나를 지표면과 수직방향으로 상하 운동시키면서 피측정 안테나(120)를 수평 운동시켜 실시한다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 안테나의 방사 패턴 측정 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴 측정을 위한 각도 좌표계를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시예에서는 도 3 내지 도 5의 주사 방법 중 어느 하나의 주사 방법을 이용하며, 안테나의 각도가 α=0°, β=0°로 설정되었을 때 안테나 방사 패턴 측정 방법에 대하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 방사 패턴을 측정하고자 하는 피측정 안테나(120)는 각도 좌표계의 원점에 위치한다. 그리고, 검은색으로 표시된 전계 ER1(
Figure 112007067817628-pat00001
,
Figure 112007067817628-pat00002
)(800)은 모두 피측정 안테나(120)로부터 R1의 거리만큼 떨어져 있으며, R1 원구의 표면에 위치한다. 이때, 방사 패턴을 획득하고자 하는 전계 ER2(α,β)(900)는 z축에 놓여있는 검은색 원으로, 피측정 안테나(120)로부터 R2의 거리만큼 떨어져있다.
전계 ER2(α,β)(900)의 방사 패턴은 수학식 1의 변환 방법을 통하여 획득할 수 있으며, 수학식 1은 아래와 같다.
Figure 112007067817628-pat00003
이때, 수학식 1은 R1의 거리만큼 떨어져 있는 영역의 전계 ER1(
Figure 112007067817628-pat00004
,
Figure 112007067817628-pat00005
)(800) 및 수학식 2의 계수 K와 수학식 3의 계수 kmn을 이용한다. 그리고, 계수 K 및 kmn은 수학식 2 내지 4와 같이 두 거리(R1, R2)와 전계 ER1(
Figure 112007067817628-pat00006
,
Figure 112007067817628-pat00007
)가 측정되는 지점의 위치(m,n)에 의해 결정된다. 여기서,
Figure 112007067817628-pat00008
는 y-z평면으로부터 x축 방향으로 변경되는 각도의 증가값이며,
Figure 112007067817628-pat00009
는 x-z평면으로부터 y축 방향으로 변경되는 각도의 증가값이다. 따라서, 위치(m, n)를 변경하면서 R1 원구 상의 복수의 지점, 즉 측정하고자 하는 모든 각도에서의 전계를 측정할 수 있다.
Figure 112007067817628-pat00010
Figure 112007067817628-pat00011
그리고, 수학식 3의 지수 항목 p는 아래 수학식 4에 의해 결정된다.
Figure 112007067817628-pat00012
수학식 1 내지 수학식 4에서, k는 전파 상수로
Figure 112007067817628-pat00013
이며, λ는 동작 주파수 파장이다. Tx는 피측정 안테나(120)의 개구면을 포함하는 단면의 x축 방향의 길이이며, Ty는 피측정 안테나(120)의 개구면을 포함하는 단면의 y축 방향의 길이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 측정부(230)는 안테나의 방사 패턴을 측정하기 위 하여 무반사실(100) 내의 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120) 사이의 거리 및 안테나 개구면의 크기 등으로부터 안테나의 방사 패턴을 변환하기 위해 이용되는 수학식 1 내지 수학식 4를 계산하는데 필요한 파라미터 및 계수를 결정한다(S100).
그리고, 측정부(230)는 측정 하고자 하는 방사 패턴에 따라 기준 안테나(110) 및 피측정 안테나(120)를 구동 시키기 위하여 제어부(210)를 제어하며, 제어부(210)는 수평 회전 장치(160)를 구동시켜 피측정 안테나(120)와 지지대(150)를 수평 회전시킨다. 이때, 기준 안테나(110)와 피측정 안테나(120)가 무선 주파수 신호를 송수신하면, 분석부(220)는 무선 주파수 신호로부터 복소수 전계값을 측정하여 측정부(230)로 전달하며, 측정부(230)는 전달된 복소수 전계값을 데이터 베이스에 저장한다. 즉, 피측정 안테나(120)와 R2의 거리만큼 떨어진 특정 각도(α,β)에 대하여 피측정 안테나(120)와 R1의 거리만큼 떨어져 있는 영역의 전계 ER1(
Figure 112007067817628-pat00014
,
Figure 112007067817628-pat00015
)를 측정한다(S200).
측정부(230)는 모든 각도, 즉 R1 원구 상의 복수의 지점에서의 방사 패턴을 측정 하였는지 판단한다(S300). 이때, 모든 각도에서 방사 패턴이 측정되지 않았다면, 측정부(230)는 S200 단계를 수행한다. 그러나, 모든 각도에서 방사 패턴이 측정되었다면, 측정부(230)는 거리 R2에서의 방사 패턴을 측정하는데 필요한 복소수 전계값을 데이터 베이스로부터 검출한다(S400). 그리고, 측정부(230)는 검출한 복소수 전계값을 수학식 1 내지 수학식 4에 적용하여 획득하고자 하는 방사 패턴의 측정 과정을 수행한다(S500).
도 8은 도 7에서 측정한 안테나의 방사 패턴의 결과를 검증하는 도면이다.
도 8에서는 방사 패턴의 변환 방법을 검증하기 위하여, 소형 무반사실 내에서 피측정 안테나로 혼 안테나를 이용한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기준 안테나로부터 10λ의 거리만큼 떨어진 지점의 프레넬 영역에 혼 안테나를 위치시켜 35λ거리에서의 방사 패턴(A)을 측정한다. 여기서 λ는 동작 주파수 파장이다.
이때, 방사 패턴(A)의 프레넬 영역에서의 주사 방법은 도 5에서 도시된 바와 같이, 기준 안테나 또는 혼 안테나를 10λ거리의 원구 주위에서 수직 방향으로 높이를 변화시키는 것으로 설정하였다. 즉, 도 5에서와 같이, 측정 높이를 변화시키고 회전축을 수평회전 시키면서 구해지는 측정값의 위치와 원구 표면의 검은색 원과의 크기 및 위상 차이를 보상하는 알고리즘을 적용하여 10λ거리에서의 방사 패턴(A)을 측정한다. 도 8에는 a = 0°방사패턴만 도시하였다.
이렇게 측정된 방사 패턴(A)을 도 7에 도시된 안테나 방사 패턴 변환 절차에 따라 35λ거리에서의 방사 패턴(B)으로 변환하는 과정을 수행한다.
그리고, 안테나 방사 패턴 변환 절차에 따라 측정된 방사 패턴(B)의 정확도를 비교하기 위하여, 기준 안테나로부터 35λ의 거리만큼 떨어진 지점에 혼 안테나를 위치시켜 35λ거리에서의 방사 패턴(C)을 측정한다. 비교 결과, 변환된 방사 패턴(B)과 실제 혼 안테나를 위치시켜 측정한 방사 패턴(C)은 도 8에서와 같이 거의 일치한다.
이와 같이, 특정 거리에서의 방사 패턴을 측정하고, 측정된 방사 패턴을 방 사 패턴 변환 절차에 따라 다른 특정 거리에서의 방사 패턴으로 변환하는 과정을 통하여 무반사실 외관 거리의 안테나 방사 패턴을 획득할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예서는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 방사 패턴 변환 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 안테나 방사 패턴 변환 시스템에 배치되는 안테나에 대한 각도 좌표를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 고도각을 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 각도를 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 높이를 변화시키면서 전계를 주사하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴 측정을 위한 각도 좌표계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 도 7에서 측정한 안테나의 방사 패턴의 결과를 검증하는 도면이다.

Claims (12)

  1. 기준 안테나를 이용하여 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 장치에 있어서,
    상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나의 구동을 제어하는 제어부,
    상기 기준 안테나와 상기 피측정 안테나 사이의 거리를 제1 길이로 유지하면서 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 분석부, 및
    상기 제어부와 상기 분석부를 제어하며, 상기 복수의 지점에서의 상기 전계값을 이용하여 상기 피측정 안테나로부터 제2 길이만큼 떨어진 영역의 방사 패턴을 측정하는 측정부를 포함하며,
    상기 측정부는,
    상기 전계값에 상기 복수의 각 지점에서 결정되는 푸리에 계수를 곱한 값을 상기 복수의 지점에 대하여 합산하여 상기 방사 패턴을 측정하며,
    상기 푸리에 계수는 상기 피측정 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 x축 방향의 상기 제1 길이, 상기 피측정 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 y축 방향의 상기 제2 길이 및 상기 복수의 각 지점의 위치에 의해 결정되는 안테나 방사 패턴 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 지점은 상기 제1 길이를 반지름으로 가지는 원구 상에 위치하는 안테나 방사 패턴 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나는 무반사실에 형성되어 있으며,
    상기 무반사실은,
    상기 기준 안테나에 연결되어 상기 기준 안테나를 구동하는 제1 구동 장치,
    상기 피측정 안테나에 연결되어 상기 피측정 안테나를 구동하는 제2 구동 장치, 및
    상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나 중 적어도 어느 하나를 수평회전 시키는 수평 회전 장치를 포함하는 안테나 방사 패턴 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 길이에서의 전계는 프레넬 영역의 전계이며, 상기 제2 길이에서의 전계는 상기 프레넬 영역 또는 원역장 영역 중 어느 하나의 전계인 안테나 방사 패턴 측정 장치.
  7. 안테나 방사 패턴 측정 장치에서 기준 안테나를 이용하여 피측정 안테나의 방사 패턴을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 기준 안테나와 상기 피측정 안테나 사이의 길이를 제1 길이로 유지하면서 상기 제1 길이를 반지름으로 가지는 원구 상의 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 단계, 및
    상기 전계값에 상기 복수의 각 지점에서 결정되는 푸리에 계수를 곱한 값을 상기 복수의 지점에 대하여 합산하여 상기 피측정 안테나로부터 제2 길이만큼 떨어진 영역의 방사 패턴을 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 푸리에 계수는 상기 피측정 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 x축 방향의 상기 제1 길이, 상기 피측정 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 y축 방향의 상기 제2 길이 및 상기 복수의 각 지점의 위치에 의해 결정되는 안테나의 방사 패턴 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전계값을 측정하는 단계는,
    상기 기준 안테나 및 상기 피측정 안테나 중 어느 하나의 안테나에서 송신되어 다른 안테나로 수신되는 무선 주파수 신호로부터 상기 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 단계를 더 포함하는 안테나의 방사 패턴 측정 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 안테나 방사 패턴 측정 장치에서 제1 안테나를 이용하여 제2 안테나의 방사 패턴을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이의 거리를 제1 길이로 유지하면서 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 어느 하나를 움직여, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나에서 다른 안테나로 신호를 송신하는 단계,
    상기 신호를 수신하여 상기 제1 길이를 반지름으로 가지는 원구 상의 복수의 지점에서의 전계값을 측정하는 단계, 및
    상기 복수의 지점에서의 상기 전계값에 상기 제1 길이, 제2 길이 및 상기 원구 상의 복수의 각 지점의 위치에 의해 결정되는 푸리에 계수를 곱한 값을 상기 복수의 지점에 대하여 합산하여 상기 제2 안테나로부터 상기 제2 길이만큼 떨어진 영역의 방사 패턴을 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 푸리에 계수는 상기 제2 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 x축 방향의 상기 제1 길이, 상기 제2 안테나의 개구면을 포함하는 단면의 y축 방향의 상기 제2 길이 및 상기 복수의 각 지점의 위치에 의해 결정되는 안테나 방사 패턴 측정 방법.
  12. 삭제
KR1020070095206A 2007-09-19 2007-09-19 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법 KR100926561B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095206A KR100926561B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법
PCT/KR2008/005559 WO2009038388A1 (en) 2007-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for measuring antenna radiation patterns
US12/678,203 US8471774B2 (en) 2007-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for measuring antenna radiation patterns
CN200880115711A CN101855560A (zh) 2007-09-19 2008-09-19 用于测量天线辐射图的设备和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095206A KR100926561B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090029978A KR20090029978A (ko) 2009-03-24
KR100926561B1 true KR100926561B1 (ko) 2009-11-12

Family

ID=40468098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070095206A KR100926561B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8471774B2 (ko)
KR (1) KR100926561B1 (ko)
CN (1) CN101855560A (ko)
WO (1) WO2009038388A1 (ko)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009033421A1 (de) 2009-07-16 2011-01-20 Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel Verfahren und Anordnung zum Rekonstruieren der Quelle eines elektromagnetischen Feldes
KR101382617B1 (ko) * 2009-12-07 2014-04-07 한국전자통신연구원 복사전력 검출 장치 및 그 방법
US8547284B2 (en) 2009-12-07 2013-10-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for detecting radiated power
FR2965931B1 (fr) * 2010-10-08 2013-05-03 Satimo Ind Procede et dispositif de test electronique d'un objet
KR20120059858A (ko) * 2010-12-01 2012-06-11 한국전자통신연구원 실효 복사 전력 측정 장치 및 그 방법
CN102025431A (zh) * 2010-12-09 2011-04-20 广东通宇通讯股份有限公司 一种有源天线上下行方向图及增益的测试方法
TWI447403B (zh) * 2010-12-14 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 即時視覺化輻射場形之顯示器及其顯示方法
FR2978249B1 (fr) * 2011-07-22 2013-07-26 Thales Sa Dispositif de calibration et de test pour une antenne active notamment une antenne de pointe avant d'un radar aeroporte
CN103185566B (zh) * 2011-12-30 2016-03-30 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种反射面天线波束指向的测试装置及其测试方法
KR101675949B1 (ko) 2012-03-22 2016-11-15 한국전자통신연구원 안테나 방사전력 측정 장치 및 방법
TWI456211B (zh) * 2012-11-22 2014-10-11 Nat Univ Chung Cheng 高頻晶片天線量測平台
TWI498568B (zh) * 2013-03-06 2015-09-01 Lite On Electronics Guangzhou 無線測試系統及應用其的量測方法
CN104181368B (zh) * 2013-05-23 2017-02-15 鸿富锦精密电子(天津)有限公司 天线架
US9331751B2 (en) * 2014-08-05 2016-05-03 Raytheon Company Method and system for characterizing an array antenna using near-field measurements
US10826630B2 (en) * 2015-01-30 2020-11-03 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Measuring device, system and method for wirelessly measuring radiation patterns
CN104764938B (zh) * 2015-03-10 2017-10-10 中国电子科技集团公司第十研究所 自带相参通道的天线近场测量方法
CN106154058B (zh) * 2015-03-23 2018-10-02 中国科学院声学研究所 一种用于天线辐射等强度曲面的计算方法
CN104777372B (zh) * 2015-04-15 2017-05-31 成都天衡电科科技有限公司 天线方向图测量中的直线轨迹校正方法
CN104730349B (zh) * 2015-04-15 2017-05-24 成都天衡电科科技有限公司 基于直线运动的天线增益方向图测量方法
JP6337030B2 (ja) * 2016-01-29 2018-06-06 アンリツ株式会社 Massive−MIMOアンテナ測定装置およびその指向性測定方法
CN105548729B (zh) * 2016-02-22 2019-07-05 石家庄世联达科技有限公司 一种阵列天线辐射特性的快速测量方法
US10312600B2 (en) 2016-05-20 2019-06-04 Kymeta Corporation Free space segment tester (FSST)
US10422823B2 (en) * 2016-08-01 2019-09-24 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg System and a method for determining a radiation pattern
CN106330348A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 深圳天祥质量技术服务有限公司 无线产品辐射杂散功率的测试方法及装置
US10459021B2 (en) * 2016-09-16 2019-10-29 Keysight Technologies, Inc. Systems and methods for detecting defects in an antenna array and/or in a device coupled to the antenna array
US10784972B2 (en) * 2016-09-30 2020-09-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Reduced grid for measurement of total radiated power
EP3312619B1 (en) * 2016-10-19 2022-03-30 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Test system and method for testing a device under test
SE540655C2 (en) * 2017-03-06 2018-10-09 Bluetest Ab Arrangement and method for measuring the performance of devices with wireless capability
KR101979587B1 (ko) * 2017-03-28 2019-05-17 목포해양대학교 산학협력단 전파전달 파라미터 성분 추출을 위한 3 차원 전파 측정 방법 및 그를 위한 장치
CN108966264B (zh) 2017-05-22 2023-05-02 是德科技股份有限公司 对大规模多入多出无线***执行空中测试的***和方法
US10746773B2 (en) 2017-05-26 2020-08-18 Rhode & Schwarz Gmbh & Co. Kg Test system and method for measuring beam characteristics
US10677832B2 (en) 2017-05-26 2020-06-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Over the air measurement system and method
US10677831B2 (en) 2017-05-26 2020-06-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Test system and method for measuring beam characteristics
US9954279B1 (en) * 2017-06-14 2018-04-24 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Test system and test method
US10725080B2 (en) * 2018-09-25 2020-07-28 National Instruments Corporation Correlation of device-under-test orientations and radio frequency measurements
TWI741695B (zh) * 2019-08-16 2021-10-01 稜研科技股份有限公司 天線封裝驗證板
US11867738B2 (en) * 2020-06-30 2024-01-09 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Multipurpose millimeter-wave radio frequency system and methods of use
CN116953373A (zh) * 2022-04-18 2023-10-27 中兴通讯股份有限公司 实现方向图测试的方法、电子设备、计算机可读介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085464A (ko) * 2004-10-25 2007-08-27 퀄컴 인코포레이티드 무선 디바이스의 방사 성능을 결정하는 시스템, 방법 및장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2602872B2 (ja) * 1988-01-20 1997-04-23 株式会社東芝 放射電磁界特性測定装置
US5365241A (en) * 1992-06-24 1994-11-15 Williams Lawrence I S Method and apparatus for performing planar near-field antenna measurement using bi-polar geometry
US5432523A (en) * 1993-08-20 1995-07-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Elliptical near field test facility
WO2000013261A1 (fr) 1998-08-31 2000-03-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dispositif de mesure et de reglage de la surface du miroir d'une antenne
FR2795522B1 (fr) 1999-06-23 2001-08-10 Agence Spatiale Europeenne Dispositif de mesure de caracteristiques d'un champ electromagnetique, notamment du diagramme de rayonnement d'une antenne
US6191744B1 (en) 1999-09-27 2001-02-20 Jeffrey Snow Probe movement system for spherical near-field antenna testing
GB0130842D0 (en) * 2001-12-21 2002-02-06 Fizzle Holdings Ltd Antenna measurement system
KR100594192B1 (ko) 2004-05-31 2006-06-30 주식회사 극동통신 위상배열안테나 측정 시스템 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085464A (ko) * 2004-10-25 2007-08-27 퀄컴 인코포레이티드 무선 디바이스의 방사 성능을 결정하는 시스템, 방법 및장치

Also Published As

Publication number Publication date
US8471774B2 (en) 2013-06-25
KR20090029978A (ko) 2009-03-24
US20100207827A1 (en) 2010-08-19
WO2009038388A1 (en) 2009-03-26
CN101855560A (zh) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100926561B1 (ko) 유한 거리간 안테나 방사 패턴 측정 장치 및 방법
CN110542798B (zh) 使用中场天线方向图测试天线阵列的方法和***
JP6337030B2 (ja) Massive−MIMOアンテナ測定装置およびその指向性測定方法
KR100802181B1 (ko) 프레넬 영역에서의 안테나 방사 패턴 측정 시스템 및 그방법
JP4438905B2 (ja) 放射効率測定装置および放射効率測定方法
US11057120B2 (en) System and method for obtaining far field radiated power with multiple radiated power measurements in middle field range
KR100826527B1 (ko) 파이 변화법을 이용한 프레넬 영역에서의 안테나 방사 패턴측정 시스템 및 그 방법
US20130141287A1 (en) Apparatus for Measuring a Radiation Pattern of an Active Antenna Arrangement
CN110401500B (zh) 测量装置和测量方法
CN106990300A (zh) 一种同步实现天线方向图与散射像测试的装置及方法
KR100574226B1 (ko) 티이엠 도파관을 이용한 복사체의 전자파 복사 패턴 및이득 측정 방법
CN113419116A (zh) 一种适用于整车级天线的无源性能测试***及测试方法
CN113253000A (zh) 一种天线现场校准***和方法
JP7221243B2 (ja) 移動端末試験装置、及び移動端末試験方法
CN111579885A (zh) 用于进行测量的测量***、测量装置及方法
JPH1062467A (ja) 不要電磁波測定システム
CN209841969U (zh) 紧缩场天线测试***
Culotta-López et al. On the uncertainty sources of drone-based outdoor far-field antenna measurements
JP3708772B2 (ja) レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置
JP3491038B2 (ja) 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
JP2009052990A (ja) 電磁界測定装置、測定システム、および電磁界測定方法
CN115542024A (zh) 一种天线方向图近场测量方法
CN114070428B (zh) 一种整车天线有源性能测试方法和***
CN113917241B (zh) 一种天线方向图快速测量和预估方法、***、设备及终端
JPH10221391A (ja) 円筒面放射界測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121031

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131024

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee