電磁界パターン測定装置
【課題】 被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、各被試験アンテナ毎に電磁界パターンを適切に測定することのできる電磁界パターン測定装置を提供する。
【解決手段】 試験用アンテナ３の移動方向を円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整するオフセット量調整手段６を設けて試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整し、被試験アンテナ１３を実装した装置１２の大小やアンテナ取り付け位置の相違等によって被試験アンテナ１３の高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナ３が移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナ１３の高さに合わせて被試験アンテナ１３と試験用アンテナ３との離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナ１３の受信レベル（ダウンリンク通信時）や試験用アンテナ３の受信レベル（アップリンク通信時）を的確に測定できるようにする。
【解決手段】 試験用アンテナ３の移動方向を円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整するオフセット量調整手段６を設けて試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整し、被試験アンテナ１３を実装した装置１２の大小やアンテナ取り付け位置の相違等によって被試験アンテナ１３の高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナ３が移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナ１３の高さに合わせて被試験アンテナ１３と試験用アンテナ３との離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナ１３の受信レベル（ダウンリンク通信時）や試験用アンテナ３の受信レベル（アップリンク通信時）を的確に測定できるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験用アンテナを被試験アンテナの周囲で移動させ、試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁界パターン測定装置としては、例えば、特許文献１に開示されるようなアンテナ測定器、特許文献２に開示されるような電波伝搬特性測定装置、あるいは、特許文献３に開示されるような指向特性測定装置が公知である。
【０００３】
特許文献１に開示されたアンテナ測定器は、被試験アンテナをステージに載せて３６０°回転させ、ステージの各回転位置において、試験用アンテナを取り付けたアームをステージの回転軸と直交する軸を中心として円弧状に３６０°回転させて電波の伝搬特性を測定するものである。
【０００４】
電波の伝搬特性を適切に把握するためには、実際に被試験アンテナが使用される条件下で伝搬特性を測定する必要があり、また、サンプリングされたデータから伝搬特性を的確に理解するためには、伝搬特性の測定データと測定位置との関係を明確に関連付ける必要がある。伝搬特性は、被試験アンテナの位置を中心とする球面に沿って試験用アンテナを移動させながら測定するのが普通であり、この伝搬特性を表すデータは、最終的に、特許文献３に示されるが如く、測定位置を特定する極座標系に受信感度をプロットして作成されるのが一般的である。
【０００５】
アンテナを実装した装置としては各種の通信機や車両および飛行機等が考えられるが、特に、車両および飛行機等の場合には其の大きさが様々であり、また、アンテナの取り付け位置も様々であるため、これらのものを同じ条件でステージ上に載置しても、ステージを基準とするアンテナの高さには相当の高低差が生じてしまう。
【０００６】
この結果、特許文献１に開示されるようなアンテナ測定器を利用し、試験用アンテナを取り付けたアームを常に同一位置を中心に回転させて測定を行うと、試験用アンテナは被試験アンテナから偏心した位置に曲率の中心を有する円弧に沿って移動することになり、被試験アンテナと試験用アンテナとの間の離間距離つまり測定距離を一定とした伝搬特性のサンプリングができなくなる不都合を生じる。
【０００７】
被試験アンテナと試験用アンテナとの間の離間距離を調整するための手段としては、特許文献２に開示されるように、アーム上に設けた昇降機構によって試験用アンテナの高さ調整を行うものが公知であるが、このものは、試験用アンテナをアーム上でアームに沿って上下方向に移動させるものに過ぎない。従って、仮に、このアームを基部を中心として回転させながら伝搬特性のサンプリングを行わせるように構成したとしても、試験用アンテナの移動軌跡となる円弧の曲率の大小が変化するのみであり、その曲率中心の上下位置自体の調整は不可能であるから、被試験アンテナの高さに相違があれば、前記と同様に、測定距離を一定として伝搬特性のサンプリングを行うことはできない。
【０００８】
これに対し、特許文献３に開示された指向特性測定装置は、多関節型のロボットを利用して試験用アンテナの姿勢を保持しつつ所定の円弧に沿って試験用アンテナを移動させるものであるから、理論上は、被試験アンテナの取り付け位置や高さに応じてプレイバック用のプログラムを変更することで、アンテナの取り付け位置や高さの相違に対処することが可能である。
【０００９】
しかしながら、複雑な教示操作やプログラム編集作業が必要となる欠点があり、また、実際問題として、実用化されている多関節型のロボットの大きさでは大型の車両や飛行機等に設置されたアンテナに対処することはできず、また、仮に技術的には可能であったとしても其の設備を実現するために膨大なコストが必要となる問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１３３４９５号公報
【特許文献２】特開平９−３１９９０１号公報
【特許文献３】特開平５−２６９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、複雑な教示操作やプログラム編集作業を必要とせず、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、各被試験アンテナ毎に電磁界パターンを適切に測定することのできる電磁界パターン測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、被試験アンテナに対して電波の送信もしくは受信を行う試験用アンテナを前記被試験アンテナの周囲で移動させ、試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置であり、前記課題を達成するため、特に、
被試験アンテナを実装した装置を載置するためのステージと、
被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定に保持し、且つ、ステージよりも上方の空間において前記試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段と、
前記試験用アンテナガイド手段によって規制された方向に沿って前記試験用アンテナを移動させる試験用アンテナ駆動手段と、
前記試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１３】
試験用アンテナガイド手段が、被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定の状態に保持し、ステージよりも上方の空間において試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する。
試験用アンテナ駆動手段は、試験用アンテナガイド手段によって規制された方向つまり下に凹の円弧に沿って試験用アンテナを移動させる。
試験用アンテナガイド手段の上下位置はオフセット量調整手段によって調整できるので、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心を常に被試験アンテナの高さに合わせた状態、つまり、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを測定することができる。
【００１４】
より具体的には、例えば、試験用アンテナガイド手段は、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ該回転中心に向かう指向性を有する試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって構成され、
前記試験用アンテナ駆動手段は、前記回転中心の周りに前記アームを回転させる回転駆動手段によって構成され、
前記オフセット量調整手段は、前記アームの回転中心の位置を上下に調整する昇降機構によって構成され得る。
【００１５】
このような構成を適用した場合、試験用アンテナ駆動手段を作動させると、試験用アンテナを取り付けたアームが其の一端を回転中心として垂直面内で回転する。試験用アンテナはアームの他端に取り付けられているので、アームの他端の移動軌跡である円弧に沿って移動し、また、試験用アンテナの姿勢は、格別な姿勢制御を要することなく、常に、その指向性がアームの回転中心、つまり、試験用アンテナが存在すべきところに向かうように保持される。
前記と同様、試験用アンテナガイド手段となるアームの上下位置はオフセット量調整手段によって調整できるので、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心つまりアームの回転中心を常に被試験アンテナの高さに合わせ、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを測定することができ、特に、構造が簡便な点で有益である。
【００１６】
更に、前記昇降機構を前記ステージよりも下方位置に配備し、前記ステージの周辺に、前記アームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部を形成することができる。
【００１７】
このような構成を適用した場合、アームをアーム格納用溝部に格納した状態で保存することができるので、大型の車両や飛行機等に設置された被試験アンテナに対処するためにアームの構造が大型化した場合であっても、非測定時における床面スペースを有効活用することができる。
【００１８】
また、試験用アンテナガイド手段は、電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成することが望ましい。
【００１９】
電磁波の反射率が小さな素材で試験用アンテナガイド手段を形成することにより、試験用アンテナの移動方向を規制する試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度を軽減することができ、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が向上する。
また、比重の小さな素材で試験用アンテナガイド手段を形成することで、特に、試験用アンテナガイド手段をアームによって構成した場合における回転駆動手段の負荷が軽減され、回転駆動手段が小型，軽量，低強度のもので済むため、装置の製造コストの低減化が実現される。
また、アームの軽量化に伴って、アームの姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトが不要化もしくは小型化されるので、力ウンターウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みが不要となる。このため、アームの設置に必要とされるコストが軽減され、しかも、従来困難であった既存設備へのアームの追加設置も可能となる。
【００２０】
試験用アンテナガイド手段を形成するための素材としては、特に、ファイバー・レインフォースド・プラスチック（以下、ＦＲＰと称する）が好適である。
【００２１】
ＦＲＰを使用した場合、試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度は、鉄等の金属材料を使用した場合と比べて数％程度であり、反射波の強度の大幅な軽減が可能となる。これにより、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が著しく向上する。
また、ＦＲＰからなる試験用アンテナガイド手段の表面に電波吸収体を貼り付けることで更なる性能改善が可能であり、ＦＲＰからの僅かな反射波の影響が問題となるような高精度の測定にも対処することが可能となる。
ＦＲＰを使用して試験用アンテナガイド手段となるアームを構成した場合、アームの重量は鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化することが可能であり、回転駆動手段の負荷が大幅に軽減される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電磁界パターン測定装置は、試験用アンテナの移動方向を円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段を設け、試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整できるようにしたので、被試験アンテナを実装した装置の大小やアンテナ取り付け位置の相違によってステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナの高さに合わせた状態、即ち、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを的確に測定することができる。
【００２３】
特に、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ其の回転中心に向かう指向性を有する試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって試験用アンテナガイド手段を構成することで、複雑な教示操作やプログラム編集作業および格別な姿勢制御を要することなく被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定に保持することが可能となり、装置の構造の簡便化と製造コストの軽減化が達成される。
【００２４】
更に、オフセット量調整手段となる昇降機構をステージよりも下方位置に配備し且つアームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部をステージの周辺に形成することによってアームの格納が可能となり、大型の車両や飛行機等に対処するためにアームの構造が大型化したような場合であっても、非測定時における床面スペースの有効活用が可能となった。
【００２５】
また、試験用アンテナガイド手段は電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成されているので、反射波の強度を軽減して被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度を向上させることができ、特に、試験用アンテナガイド手段をアームによって構成した場合において回転駆動手段の負荷が軽減されるため、回転駆動手段が小型，軽量，低強度のもので済むようになり、装置の製造コストの軽減化が実現される。
また、アームの軽量化に伴ってアームの姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトも不要化もしくは小型化されるので、カウンターーウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みが不要となってアームの設置に必要とされるコストが軽減され、更には、従来困難であった既存設備へのアームの追加設置も可能となった。
【００２６】
特に、試験用アンテナガイド手段を形成するための素材としてファイバー・レインフォースド・プラスチックを使用した場合では、試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度は鉄等の金属材料を使用した場合に比べて数％程度であり、反射波の強度の大幅な軽減が可能となって被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が著しく向上し、また、試験用アンテナガイド手段となるアームの重量も鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化することが可能であるため、回転駆動手段の負荷が大幅に軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。
【００２８】
この電磁界パターン測定装置１は、被試験アンテナ１３を実装した車両等の装置１２を載置するためのステージ２と、装置１２に実装された被試験アンテナ１３に対する試験用アンテナ３の姿勢を略一定に保持し、且つ、ステージ２よりも上方の空間において試験用アンテナ３の移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段４と、試験用アンテナガイド手段４によって規制された方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５，５と、試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整するオフセット量調整手段６，６とを備える。
【００２９】
このうち、試験用アンテナガイド手段４は、両側の支柱７，７と該支柱７，７の先端を接続する梁状部材８とからなるアーム９によって構成される。アーム９は、その一端である下端部を回転中心Ｃとして垂直面内で回転可能とされ、その他端に位置する梁状部材８には、回転中心Ｃに向かう指向性を有する試験用アンテナ３が取り付けられている。
【００３０】
試験用アンテナ３は、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が送信用のものであれば受信用アンテナとして構成され、また、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が受信用のものであれば送信用アンテナとして構成され、更に、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が送受信用のものであれば送受信用アンテナとして構成される。
【００３１】
アーム９を構成するパイプ構造の支柱７，７と梁状部材８は共にＦＲＰによって形成されており、試験用アンテナガイド手段４として機能するアーム９からの反射波の強度は、鉄等の金属材料を使用した場合に比べて数％程度となり、その重量は鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化されている。
【００３２】
また、試験用アンテナガイド手段４によって規制された方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５，５は、回転中心Ｃの位置でアーム９と接続し、この回転中心Ｃの周りにアーム９を回転させる回転駆動手段１０，１０によって構成される。回転駆動手段１０，１０は同期回転するサーボモータもしくはステッピングモータ、あるいは、これらを駆動源とするギァドモータ等によって構成することができる。この実施形態では、前述したアーム９の軽量化によりサーボモータやステッピングモータ等も小型，低トルク型のもので済み、アーム９の姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトをアーム９の下端部に延出して設ける必要もない。従って、力ウンターウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みも不要であってアーム９の設置に必要とされるコストが軽減され、しかも、従来困難であった既存設備へのアーム９の追加設置も可能である。
【００３３】
試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の回転中心Ｃの位置を上下に調整するためのオフセット量調整手段６，６は、アーム９の回転中心Ｃに接続した回転駆動手段１０，１０を上下移動させる昇降機構１１，１１によって構成される。昇降機構１１，１１は同期回転するサーボモータもしくはステッピングモータ等で駆動されるボールナット＆スクリュー等を備えたネジジャッキ式のもの、あるいは、油圧回路を利用した油圧ジャッキ等によって構成することができる。
【００３４】
以上の構成において、試験用アンテナ駆動手段５，５を構成する回転駆動手段１０，１０を同期して作動させると、試験用アンテナ３を取り付けたアーム９が其の一端を回転中心Ｃとして垂直面内で回転する。試験用アンテナ３はアーム９の他端に位置する梁状部材８に取り付けられているので、アーム９の回転運動で規制された方向、つまり、アーム９の他端の移動軌跡である下に凹の円弧に沿って移動し、また、試験用アンテナ３の姿勢は、格別な姿勢制御を要することなく、常に、その指向性がアーム９の回転中心、つまり、試験用アンテナ１３が存在すべきところに向かうように保持される。
【００３５】
試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の上下位置つまり回転中心Ｃの上下位置は、アーム９の回転中心Ｃと接続した回転駆動手段１０，１０を据え付けた昇降機構１１，１１を同期して昇降させることによって容易に調整されるので、車両等の装置１２の大きさ或いは装置１２に対する被試験アンテナ１３の取り付け位置の相違等に起因してステージ２を基準とする被試験アンテナ１３の高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナ３が移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナ１３の位置に合わせて被試験アンテナ１３から試験用アンテナ３に至る離間距離つまり測定距離を一定とした状態で、被試験アンテナ１３の受信レベルや試験用アンテナ３の受信レベルを的確に測定することができる。
【００３６】
昇降機構１１，１１でアーム９の上下位置を調整する代わりにステージ２を上下動させてアーム９の回転中心Ｃの高さを被試験アンテナ１３の位置に合わせることも考えられるが、ステージ２に載置される装置１２としては車両等を始めとして重量が大きなものが多いので、ステージ２を上下動させるよりも重量の軽いアーム９の上下位置を調整した方が所要トルクの面で有利である。また、ステージ２を上下動させると被試験アンテナ１３を設置した車両等の装置１２と周囲の床面（路面）との間に相対位置の変化が生じ、実際の使用状態で被試験アンテナ１３の特性を測定することが難しくなるが、アーム９の上下位置を調整した場合には被試験アンテナ１３を設置した車両等の装置１２と周囲の床面との間に相対位置の変化は生じないので、より実際の使用状態に近い状況で被試験アンテナ１３の特性を測定することができ、測定精度の面でも有利である。
【００３７】
また、アーム９をＦＲＰで形成して反射波の強度を軽減することにより、被試験アンテナ１３の受信レベルや試験用アンテナ３の受信レベルの測定精度が向上している。
【００３８】
しかも、ＦＲＰからなるアーム９の表面に電波吸収体を貼り付けることで外乱に対する更なる性能改善が可能であり、ＦＲＰからの僅かな反射波の影響が問題となるような高精度の測定にも対処することができる。
【００３９】
ここでは、一端を回転中心Ｃとして垂直面内で回転するアーム９を試験用アンテナガイド手段４の一例として示したが、この他にも、例えば、下に凹の形状で屈曲されたラック状の経路規制手段を試験用アンテナガイド手段として利用し、サーボモータ等で駆動されるピニオンを前述のラックに噛合させたスライダ（走行子）を経路規制手段の曲率の内側に移動可能に装着し、このスライダに試験用アンテナ３を取り付けるようにしてもよい。
試験用アンテナ３が試験用アンテナガイド手段に沿って円弧状に移動する点、および、この円弧の曲率中心に対する試験用アンテナ３の姿勢が一定となる点では前述の実施形態と同様である。
但し、この場合は、試験用アンテナ駆動手段はスライダ内のサーボモータによって構成され、オフセット量調整手段は、スライダを取り付けたラック状の経路規制手段を上下移動させる昇降機構によって構成する必要がある。
【実施例１】
【００４０】
図２は他の一実施例の電磁界パターン測定装置１４の構成の概略について示した斜視図である。
【００４１】
アーム９の梁状部材１５をＦＲＰ製のＬ型アングル捧もしくは細い角柱の組合せにより構成することで、充分な剛性を保ちながらアーム９の更なる軽量化が達成される。また、ここでは特に図示しないが、アーム９の支柱７，７を図２の梁状部材１５のようにＬ型アングル捧もしくは細い角桂の組合せにて構成するようにしてもよい。
【実施例２】
【００４２】
図３は更に他の一実施例の電磁界パターン測定装置１６の構成の概略について示した斜視図である。
【００４３】
この実施例では、試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の下端部の回転中心Ｃを軸支板１７，１７で回転自在に保持し、この軸支板１７，１７をオフセット量調整手段６，６となる昇降機構１１，１１で上下に移動させてアーム９の回転中心Ｃの高さを調整するようにしている。
【００４４】
アーム９によって規制された運動方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５は、アーム９の梁状部材８に接続された牽引ロープ１８と、この牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻しを行うための電動ウインチ１９、および、アーム９に対する牽引ロープ１８の牽引方向を適正化するために建屋天上に設置された滑車２０とによって構成され、電動ウインチ１９を利用した牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻し操作により、アーム９を略水平に寝かせた状態から直立するまでの範囲でアーム９の回転動作が実現されるようになっている。
【００４５】
この実施例では、牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻し量が一定であってもアーム９の姿勢に応じてアーム９の回転量が変化し、また、昇降機構１１，１１の上下移動によってもアーム９の回転角度が微妙に変動するので、電動ウインチ１９の回転量をオープンループで制御してもアーム９の姿勢を適切に特定することは困難である。このため、軸支板１７にはアーム９の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダ等の回転角度検出手段が配備され、図示しない制御装置からの指令に基くアーム９の回転角度の制御は、この回転角度検出手段からの帰還信号を参照して行われるようになっている。
【００４６】
この実施例では、アーム９の基部にモータやギア等の金属部品を配備する必要がないので、図１および図２に示した構造のものと比ベ、電磁波の反射や輻射による外乱の軽減効果が更に向上し、測定精度が向上するメリットがある。
【実施例３】
【００４７】
図４は更に別の一実施例の電磁界パターン測定装置２１の構成の概略について示した側面図、図５は同実施例の電磁界パターン測定装置２１の構成の概略について示した平面図である。
【００４８】
支柱７，７と梁状部材８とからなるアーム９の構成、試験用アンテナ駆動手段５として機能する回転駆動手段１０の構成、オフセット量調整手段６として機能する昇降機構１１の構成、および、梁状部材８に対する試験用アンテナ３の取り付け構造に関しては、図１に示した電磁界パターン測定装置１の場合と同様であるので、図４および図５中で同様の符号を付すにとどめ、詳細な説明は省略する。
【００４９】
この実施例のステージ２２は、図５に示されるように、回転式のターンテーブルによって構成されている。また、ステージ２２の両側に位置する昇降機構１１，１１は、図４に示されるように、試験場の床面を掘り込んで形成された空間内に設置され、ステージ２２よりも下方に位置する。更に、ステージ２２の周辺には、アーム９を略水平状態に寝かせて格納するためのアーム格納用溝部２３が形成されている。
【００５０】
図６では昇降機構１１，１１を完全に下降させてアーム９を略水平に寝かせたときの状態を示しており、この状態で、回転駆動手段１０，１０と昇降機構１１，１１が床面下に格納されると共にアーム９がアーム格納用溝部２３に格納される。なお、符号２４は測定に悪影響を及ぼす外乱を排除するための電波暗室である。
【００５１】
電磁界パターン測定装置２１の全体を制御するためのコントローラ２５の構成の概略を図７に示す。
【００５２】
コントローラ２５の主要部は、演算処理用のＣＰＵ２６と、ＣＰＵ２６の制御プログラムを格納したＲＯＭ２７と、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２８、および、受信レベルの測定データを記憶するためのハードディスク等の記憶装置２９によって構成される。
【００５３】
コントローラ２５の入出力回路３０には、回転駆動手段１０，１０の駆動源となるサーボモータＭ１，Ｍ２が同期回路３１および軸制御回路３２，３３を介して接続され、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ１のロータリーエンコーダＰ１からの帰還パルスとに基いて、同期回路３１が軸制御回路３２，３３を介してサーボモータＭ１，Ｍ２を同期制御するようになっている。これと同様、ボールナット＆スクリュー等を備えたネジジャッキ式の昇降機構１１，１１の駆動源として機能するサーボモータＭ３，Ｍ４が同期回路３４および軸制御回路３５，３６を介して接続され、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ３のロータリーエンコーダＰ３からの帰還パルスとに基いて、同期回路３４が軸制御回路３５，３６を介してサーボモータＭ３，Ｍ４を同期制御するようになっている。ステージ２２を回転させるためのサーボモータＭ５は、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ５のロータリーエンコーダＰ５からの帰還パルスとに基いて、軸制御回路３７によって駆動制御される。
【００５４】
また、コントローラ２５のインターフェイス３８には表示装置付手動データ入力装置３９が接続され、更に、このインターフェイス３８に、試験用アンテナ３と接続した試験用アンテナ側制御装置４０、ならびに、被試験アンテナ１３と接続した被試験アンテナ側制御装置４１が接続されるようになっている。
【００５５】
被試験アンテナ１３が送信用のものであれば被試験アンテナ側制御装置４１は送信器、また、試験用アンテナ側制御装置４０は受信器を含む構成であり、この受信器で受信される電波の受信レベルが試験用アンテナ側制御装置４０からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。一方、被試験アンテナ１３が受信用のものであれば試験用アンテナ側制御装置４０は送信器、また、被試験アンテナ側制御装置４１は受信器を含む構成であり、この受信器で受信される電波の受信レベルが被試験アンテナ側制御装置４１からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。更に、被試験アンテナ１３が送受信用のものであれば試験用アンテナ側制御装置４０および被試験アンテナ側制御装置４１は共に送受信器を含む構成であり、これらの送受信器で受信される電波の受信レベルが試験用アンテナ側制御装置４０（アップリンク通信時）および被試験アンテナ側制御装置４１（ダウンリンク通信時）の各々からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。
【００５６】
図８はコントローラ２５のＣＰＵ２６が実行する処理の概略について示したフローチャートである。
【００５７】
次に、図８を参照して本実施例における電磁界パターン測定装置２１の全体的な動作について簡単に説明する。但し、この段階ではアーム９および昇降機構１１，１１が図６に示されるような格納位置に退避しており、被試験アンテナ１３を実装した車両等の装置１２が既にステージ２２上に載置され、試験用アンテナ側制御装置４０および被試験アンテナ側制御装置４１とインターフェイス３８との接続が行われているものとする。
【００５８】
そこで、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作してコントローラ２５に起動指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ１の処理で起動指令の入力を検出し、まず、サーボモータＭ３，Ｍ４を駆動して昇降機構１１，１１を図６の位置から図４に示されるような初期位置にまで上昇させた後（ステップＳ２）、オフセット量の入力操作を促すメッセージを表示装置付手動データ入力装置３９のモニタに表示して（ステップＳ３）、オペレータによるオフセット量の入力操作（ステップＳ４）、もしくは、オペレータによる測定実行指令の入力操作（ステップＳ６）を待つ待機状態に入る。この初期位置は昇降機構１１，１１の上端部がステージ２２の面と同一高さとなる位置であり、図６の格納位置から図４の初期位置にまで昇降機構１１，１１を上昇させるために必要とされる移動指令パルスの値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されており、ＣＰＵ２６がステップＳ５の処理で当該移動指令パルス（移動指令値）を読み出し、これを分割して単位時間当たりの移動指令パルス（速度指令値）として前記単位時間に相当する所定周期毎に同期回路３１に出力し、同期回路３１が移動指令パルスの積算値からロータリーエンコーダＰ１からの帰還信号を減じてエラー値を求め、このエラー値（トルク指令値）が零となるようにサーボモータＭ３，Ｍ４を駆動制御する。
【００５９】
ここで、オペレータがオフセット量の入力操作を実行した場合には、ＣＰＵ２６がステップＳ４の処理でオフセット量の入力を検出し、サーボモータＭ３，Ｍ４を再び駆動して昇降機構１１，１１をオフセット量に相当する分だけ上昇あるいは下降させる（ステップＳ５）。昇降機構１１，１１を上昇させるために必要とされる移動指令パルスに相当するオフセット量の値が外部から入力される点を別にすればサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の内容は前記と同様である。
【００６０】
入力するオフセット量の値を調整することで、車両等の装置１２の高さや装置１２に対する被試験アンテナ１３の取り付け位置等の違いに関わりなく、アーム９の回転中心Ｃの位置を被試験アンテナ１３の高さに合わせることができる。
【００６１】
次いで、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作して測定実行指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ６の処理で測定実行指令の入力を検出し、アーム９の回転位置を記憶する回転位置記憶レジスタＤ１およびステージ２２の回転位置を記憶する回転位置記憶レジスタＤ２の各々に初期値０をセットして（ステップＳ７，ステップＳ８）、まず、この状態で受信レベルについての第１回目の測定を実行し（ステップＳ９）、試験用アンテナ側制御装置４０あるいは被試験アンテナ側制御装置４１からインターフェイス３８を介して入力される受信レベルのデータを、アーム９の回転角度Ｄ１＝〔０〕°およびステージ２２の回転角度Ｄ２＝〔０〕°に対応させて記憶装置２９に記憶させる（ステップＳ１０）。但し、Ｄ１＝〔０〕°は図４の二点鎖線に示されるようにしてアーム９が水平となった状態、また、Ｄ２＝〔０〕°は図５に示されるようにして車両等の装置１２が梁状部材８に直交した状態である。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ２６は、サーボモータＭ５を駆動してステージ２２を微小回転量〔ΔＤ２〕°だけ回転させ（ステップＳ１１）、回転位置記憶レジスタＤ２の値をΔＤ２だけインクリメントしてステージ２２の現在の回転位置を更新して記憶した後（ステップＳ１２）、ステージ２２の現在の回転位置が〔３６０〕°に達しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステージ２２の微小回転量ΔＤ２は、例えば、〔０．５〕°あるいは〔１〕°等といった値であり、受信レベルの測定データのマッピング精度等の要求に応じて適宜に決められる値であるが、この値は〔３６０／ΔＤ２〕が整数値となるように設定されることが望ましい。ΔＤ２の値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されている。サーボモータＭ５の駆動制御についてはサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の場合と同様である。
【００６３】
ここで、ステップＳ１３の判定結果が真となった場合、つまり、ステージ２２の積算回転量が現段階で〔３６０〕°に達していないことが明らかとなった場合には、ＣＰＵ２６は、再びステップＳ９の処理に復帰し、前記と同様にしてステップＳ９〜ステップＳ１３の処理を繰り返し実行する。
【００６４】
この結果、（Ｄ１，Ｄ２）＝（０，０）から（Ｄ１，Ｄ２）＝（０，３６０−ΔＤ２）の各々、つまり、アーム９を水平に保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させた際の各位置での受信レベルのデータが記憶装置２９に記憶されることになる。
【００６５】
このような処理を繰り返し実行する間にステップＳ１３の判定結果が偽となり、ステージ２２の現在の回転位置が〔３６０〕°に達したことが確認されると、ＣＰＵ２６は、回転位置記憶レジスタＤ１の値をΔＤ１だけインクリメントし、アーム９の次の目標回転位置を回転位置記憶レジスタＤ１に更新して記憶した後（ステップＳ１４）、アーム９の次の目標回転位置が〔９０〕°を超えるか否かを判定する（ステップＳ１５）。アーム９の回転量〔ΔＤ１〕°は、例えば、〔０．５〕°あるいは〔１〕°等といった値であり、受信レベルの測定データのマッピング精度等の要求に応じて適宜に決められる値であるが、この値は〔３６０／ΔＤ１〕が整数値となるように設定されることが望ましい。ΔＤ１の値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されている。
【００６６】
ここで、ステップＳ１５の判定結果が真となった場合、つまり、アーム９を更に〔ΔＤ１〕°だけ回転させても其の積算回転量が〔９０〕°を超えないことが明らかとなった場合には、ＣＰＵ２６はサーボモータＭ１，Ｍ２を駆動してアーム９を微小回転量〔ΔＤ１〕°だけ回転させ（ステップＳ１６）、再びステップＳ８の処理に復帰して、ステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理を入れ子状に含むステップＳ８〜ステップＳ１６の処理を前記と同様にして繰り返し実行する。サーボモータＭ１，Ｍ２の駆動制御についてはサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の場合と同様である。
【００６７】
この結果、まず、（Ｄ１，Ｄ２）＝（ΔＤ１，０）から（Ｄ１，Ｄ２）＝（ΔＤ１，３６０−ΔＤ２）の各々、つまり、アーム９を水平状態から〔ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させた際の各位置における受信レベルのデータが記憶装置２９に記憶される（ステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理）。
【００６８】
以下、これと同様にして、アーム９を水平状態から〔２・ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させるための処理、アーム９を水平状態から〔３・ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させるための処理、・・・が繰り返し実行される。
【００６９】
そして、最後に行われるステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理では、アーム９を水平状態から〔９０〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させる処理が実行される。
【００７０】
このようにして、最後に行われるステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理でステップＳ１３の判定結果が偽となった時点では回転位置記憶レジスタＤ１の値が既に〔９０〕°に達しているので、改めてステップＳ１４の処理を実行して回転位置記憶レジスタＤ１の値をΔＤ１だけインクリメントするとステップＳ１５の判定結果が偽となり、アーム９を水平状態の〔０〕°の位置から〔ΔＤ１〕°ずつ〔９０〕°の位置まで回転させ、各回転位置でステージ２２を〔０〕°の位置から〔ΔＤ２〕°ずつ〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで回転させて各位置毎に受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させる処理が全て完了する。
【００７１】
これにより被試験アンテナ１３の位置を中心とする上側半分の半球面における受信レベルのデータが緯度方向に〔ΔＤ１〕°かつ経度方向に〔ΔＤ２〕°のピッチでサンプリングされ、其の測定位置を示す値Ｄ１，Ｄ２と共に記憶装置２９に記憶されることになる。
【００７２】
最終的に、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作してコントローラ２５に測定終了指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ１７の処理で測定終了指令の入力を検出し、回転駆動手段１０，１０の駆動源として機能するサーボモータＭ１，Ｍ２を駆動してアーム９を逆方向に〔９０〕°回転させて水平状態に戻し（ステップＳ１８）、更に、昇降機構１１，１１の駆動源として機能するサーボモータＭ３，Ｍ４を駆動して昇降機構１１，１１を図４の初期位置から図６に示されるような格納位置まで下降させ、昇降機構１１，１１を試験場の床面の掘り込みに収納すると共にアーム９をアーム格納用溝部２３に格納する（ステップＳ１９）。
【００７３】
このように、アーム９をアーム格納用溝部２３に格納した状態で保存することができるので、大型の車両や飛行機等の装置１２に取り付けられた被試験アンテナ１３に対処するためにアーム９の構造が大型化したような場合であっても、非測定時における試験場の床面スペースを有効活用することができる。
【００７４】
この実施例ではアーム９の姿勢を維持した状態でステージ２２を〔３６０〕°回転させて各位置毎に受信レベルの測定を行ったが、ステージ２２の回転位置維持した状態でアーム９を〔９０〕°回転させて各位置毎に受信レベルの測定を行うようにしてもよく、得られるデータの意味合いは技術的に同一である。
【００７５】
サンプリングされた受信レベルのデータは、（Ｄ１，Ｄ２，受信レベルのデータ）の配列で記憶装置２９に保存されているので、これを読み出して表示装置付手動データ入力装置３９のモニタあるいはＸ−Ｙプロッタ等を利用して極座標系上に受信レベルをプロットすれば、電波の伝搬特性を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を適用した一実施形態の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。
【図２】他の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。（実施例１）
【図３】更に他の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。（実施例２）
【図４】更に別の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した側面図である。（実施例３）
【図５】同実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した平面図である。
【図６】同実施例の電磁界パターン測定装置の格納状態について示した側面図である。（実施例３）
【図７】同実施例の電磁界パターン測定装置を制御するコントローラの構成の概略について示した機能ブロック図である。（実施例３）
【図８】コントローラのＣＰＵが実行する処理の概略について示したフローチャートである。（実施例３）
【符号の説明】
【００７７】
１ 電磁界パターン測定装置
２ ステージ
３ 試験用アンテナ
４ 試験用アンテナガイド手段
５ 試験用アンテナ駆動手段
６ オフセット量調整手段
７ 支柱
８ 梁状部材
９ アーム
１０ 回転駆動手段
１１ 昇降機構
１２ 車両等の装置
１３ 被試験アンテナ
１４ 電磁界パターン測定装置
１５ 梁状部材
１６ 電磁界パターン測定装置
１７ 軸支板
１８ 牽引ロープ
１９ 電動ウインチ
２０ 滑車
２１ 電磁界パターン測定装置
２２ ステージ
２３ アーム格納用溝部
２４ 電波暗室
２５ コントローラ
２６ ＣＰＵ
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ 記憶装置
３０ 入出力回路
３１ 同期回路
３２，３３ 軸制御回路
３４ 同期回路
３５，３６，３７ 軸制御回路
３８ インターフェイス
３９ 表示装置付手動データ入力装置
４０ 試験用アンテナ側制御装置
４１ 被試験アンテナ側制御装置
Ｃ アームの回転中心
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５ サーボモータ
Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５ ロータリーエンコーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験用アンテナを被試験アンテナの周囲で移動させ、試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁界パターン測定装置としては、例えば、特許文献１に開示されるようなアンテナ測定器、特許文献２に開示されるような電波伝搬特性測定装置、あるいは、特許文献３に開示されるような指向特性測定装置が公知である。
【０００３】
特許文献１に開示されたアンテナ測定器は、被試験アンテナをステージに載せて３６０°回転させ、ステージの各回転位置において、試験用アンテナを取り付けたアームをステージの回転軸と直交する軸を中心として円弧状に３６０°回転させて電波の伝搬特性を測定するものである。
【０００４】
電波の伝搬特性を適切に把握するためには、実際に被試験アンテナが使用される条件下で伝搬特性を測定する必要があり、また、サンプリングされたデータから伝搬特性を的確に理解するためには、伝搬特性の測定データと測定位置との関係を明確に関連付ける必要がある。伝搬特性は、被試験アンテナの位置を中心とする球面に沿って試験用アンテナを移動させながら測定するのが普通であり、この伝搬特性を表すデータは、最終的に、特許文献３に示されるが如く、測定位置を特定する極座標系に受信感度をプロットして作成されるのが一般的である。
【０００５】
アンテナを実装した装置としては各種の通信機や車両および飛行機等が考えられるが、特に、車両および飛行機等の場合には其の大きさが様々であり、また、アンテナの取り付け位置も様々であるため、これらのものを同じ条件でステージ上に載置しても、ステージを基準とするアンテナの高さには相当の高低差が生じてしまう。
【０００６】
この結果、特許文献１に開示されるようなアンテナ測定器を利用し、試験用アンテナを取り付けたアームを常に同一位置を中心に回転させて測定を行うと、試験用アンテナは被試験アンテナから偏心した位置に曲率の中心を有する円弧に沿って移動することになり、被試験アンテナと試験用アンテナとの間の離間距離つまり測定距離を一定とした伝搬特性のサンプリングができなくなる不都合を生じる。
【０００７】
被試験アンテナと試験用アンテナとの間の離間距離を調整するための手段としては、特許文献２に開示されるように、アーム上に設けた昇降機構によって試験用アンテナの高さ調整を行うものが公知であるが、このものは、試験用アンテナをアーム上でアームに沿って上下方向に移動させるものに過ぎない。従って、仮に、このアームを基部を中心として回転させながら伝搬特性のサンプリングを行わせるように構成したとしても、試験用アンテナの移動軌跡となる円弧の曲率の大小が変化するのみであり、その曲率中心の上下位置自体の調整は不可能であるから、被試験アンテナの高さに相違があれば、前記と同様に、測定距離を一定として伝搬特性のサンプリングを行うことはできない。
【０００８】
これに対し、特許文献３に開示された指向特性測定装置は、多関節型のロボットを利用して試験用アンテナの姿勢を保持しつつ所定の円弧に沿って試験用アンテナを移動させるものであるから、理論上は、被試験アンテナの取り付け位置や高さに応じてプレイバック用のプログラムを変更することで、アンテナの取り付け位置や高さの相違に対処することが可能である。
【０００９】
しかしながら、複雑な教示操作やプログラム編集作業が必要となる欠点があり、また、実際問題として、実用化されている多関節型のロボットの大きさでは大型の車両や飛行機等に設置されたアンテナに対処することはできず、また、仮に技術的には可能であったとしても其の設備を実現するために膨大なコストが必要となる問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１３３４９５号公報
【特許文献２】特開平９−３１９９０１号公報
【特許文献３】特開平５−２６９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、複雑な教示操作やプログラム編集作業を必要とせず、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、各被試験アンテナ毎に電磁界パターンを適切に測定することのできる電磁界パターン測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、被試験アンテナに対して電波の送信もしくは受信を行う試験用アンテナを前記被試験アンテナの周囲で移動させ、試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置であり、前記課題を達成するため、特に、
被試験アンテナを実装した装置を載置するためのステージと、
被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定に保持し、且つ、ステージよりも上方の空間において前記試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段と、
前記試験用アンテナガイド手段によって規制された方向に沿って前記試験用アンテナを移動させる試験用アンテナ駆動手段と、
前記試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１３】
試験用アンテナガイド手段が、被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定の状態に保持し、ステージよりも上方の空間において試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する。
試験用アンテナ駆動手段は、試験用アンテナガイド手段によって規制された方向つまり下に凹の円弧に沿って試験用アンテナを移動させる。
試験用アンテナガイド手段の上下位置はオフセット量調整手段によって調整できるので、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心を常に被試験アンテナの高さに合わせた状態、つまり、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを測定することができる。
【００１４】
より具体的には、例えば、試験用アンテナガイド手段は、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ該回転中心に向かう指向性を有する試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって構成され、
前記試験用アンテナ駆動手段は、前記回転中心の周りに前記アームを回転させる回転駆動手段によって構成され、
前記オフセット量調整手段は、前記アームの回転中心の位置を上下に調整する昇降機構によって構成され得る。
【００１５】
このような構成を適用した場合、試験用アンテナ駆動手段を作動させると、試験用アンテナを取り付けたアームが其の一端を回転中心として垂直面内で回転する。試験用アンテナはアームの他端に取り付けられているので、アームの他端の移動軌跡である円弧に沿って移動し、また、試験用アンテナの姿勢は、格別な姿勢制御を要することなく、常に、その指向性がアームの回転中心、つまり、試験用アンテナが存在すべきところに向かうように保持される。
前記と同様、試験用アンテナガイド手段となるアームの上下位置はオフセット量調整手段によって調整できるので、ステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差がある場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心つまりアームの回転中心を常に被試験アンテナの高さに合わせ、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを測定することができ、特に、構造が簡便な点で有益である。
【００１６】
更に、前記昇降機構を前記ステージよりも下方位置に配備し、前記ステージの周辺に、前記アームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部を形成することができる。
【００１７】
このような構成を適用した場合、アームをアーム格納用溝部に格納した状態で保存することができるので、大型の車両や飛行機等に設置された被試験アンテナに対処するためにアームの構造が大型化した場合であっても、非測定時における床面スペースを有効活用することができる。
【００１８】
また、試験用アンテナガイド手段は、電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成することが望ましい。
【００１９】
電磁波の反射率が小さな素材で試験用アンテナガイド手段を形成することにより、試験用アンテナの移動方向を規制する試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度を軽減することができ、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が向上する。
また、比重の小さな素材で試験用アンテナガイド手段を形成することで、特に、試験用アンテナガイド手段をアームによって構成した場合における回転駆動手段の負荷が軽減され、回転駆動手段が小型，軽量，低強度のもので済むため、装置の製造コストの低減化が実現される。
また、アームの軽量化に伴って、アームの姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトが不要化もしくは小型化されるので、力ウンターウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みが不要となる。このため、アームの設置に必要とされるコストが軽減され、しかも、従来困難であった既存設備へのアームの追加設置も可能となる。
【００２０】
試験用アンテナガイド手段を形成するための素材としては、特に、ファイバー・レインフォースド・プラスチック（以下、ＦＲＰと称する）が好適である。
【００２１】
ＦＲＰを使用した場合、試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度は、鉄等の金属材料を使用した場合と比べて数％程度であり、反射波の強度の大幅な軽減が可能となる。これにより、被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が著しく向上する。
また、ＦＲＰからなる試験用アンテナガイド手段の表面に電波吸収体を貼り付けることで更なる性能改善が可能であり、ＦＲＰからの僅かな反射波の影響が問題となるような高精度の測定にも対処することが可能となる。
ＦＲＰを使用して試験用アンテナガイド手段となるアームを構成した場合、アームの重量は鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化することが可能であり、回転駆動手段の負荷が大幅に軽減される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電磁界パターン測定装置は、試験用アンテナの移動方向を円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段を設け、試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整できるようにしたので、被試験アンテナを実装した装置の大小やアンテナ取り付け位置の相違によってステージを基準とする被試験アンテナの高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナが移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナの高さに合わせた状態、即ち、被試験アンテナと試験用アンテナとの離間距離である測定距離を一定とした状態で被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルを的確に測定することができる。
【００２３】
特に、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ其の回転中心に向かう指向性を有する試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって試験用アンテナガイド手段を構成することで、複雑な教示操作やプログラム編集作業および格別な姿勢制御を要することなく被試験アンテナに対する試験用アンテナの姿勢を略一定に保持することが可能となり、装置の構造の簡便化と製造コストの軽減化が達成される。
【００２４】
更に、オフセット量調整手段となる昇降機構をステージよりも下方位置に配備し且つアームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部をステージの周辺に形成することによってアームの格納が可能となり、大型の車両や飛行機等に対処するためにアームの構造が大型化したような場合であっても、非測定時における床面スペースの有効活用が可能となった。
【００２５】
また、試験用アンテナガイド手段は電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成されているので、反射波の強度を軽減して被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度を向上させることができ、特に、試験用アンテナガイド手段をアームによって構成した場合において回転駆動手段の負荷が軽減されるため、回転駆動手段が小型，軽量，低強度のもので済むようになり、装置の製造コストの軽減化が実現される。
また、アームの軽量化に伴ってアームの姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトも不要化もしくは小型化されるので、カウンターーウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みが不要となってアームの設置に必要とされるコストが軽減され、更には、従来困難であった既存設備へのアームの追加設置も可能となった。
【００２６】
特に、試験用アンテナガイド手段を形成するための素材としてファイバー・レインフォースド・プラスチックを使用した場合では、試験用アンテナガイド手段からの反射波の強度は鉄等の金属材料を使用した場合に比べて数％程度であり、反射波の強度の大幅な軽減が可能となって被試験アンテナの受信レベルや試験用アンテナの受信レベルの測定精度が著しく向上し、また、試験用アンテナガイド手段となるアームの重量も鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化することが可能であるため、回転駆動手段の負荷が大幅に軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。
【００２８】
この電磁界パターン測定装置１は、被試験アンテナ１３を実装した車両等の装置１２を載置するためのステージ２と、装置１２に実装された被試験アンテナ１３に対する試験用アンテナ３の姿勢を略一定に保持し、且つ、ステージ２よりも上方の空間において試験用アンテナ３の移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段４と、試験用アンテナガイド手段４によって規制された方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５，５と、試験用アンテナガイド手段４の上下位置を調整するオフセット量調整手段６，６とを備える。
【００２９】
このうち、試験用アンテナガイド手段４は、両側の支柱７，７と該支柱７，７の先端を接続する梁状部材８とからなるアーム９によって構成される。アーム９は、その一端である下端部を回転中心Ｃとして垂直面内で回転可能とされ、その他端に位置する梁状部材８には、回転中心Ｃに向かう指向性を有する試験用アンテナ３が取り付けられている。
【００３０】
試験用アンテナ３は、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が送信用のものであれば受信用アンテナとして構成され、また、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が受信用のものであれば送信用アンテナとして構成され、更に、装置１２に実装された被試験アンテナ１３が送受信用のものであれば送受信用アンテナとして構成される。
【００３１】
アーム９を構成するパイプ構造の支柱７，７と梁状部材８は共にＦＲＰによって形成されており、試験用アンテナガイド手段４として機能するアーム９からの反射波の強度は、鉄等の金属材料を使用した場合に比べて数％程度となり、その重量は鉄等の金属材料を使用した場合と比べて１／３程度に軽量化されている。
【００３２】
また、試験用アンテナガイド手段４によって規制された方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５，５は、回転中心Ｃの位置でアーム９と接続し、この回転中心Ｃの周りにアーム９を回転させる回転駆動手段１０，１０によって構成される。回転駆動手段１０，１０は同期回転するサーボモータもしくはステッピングモータ、あるいは、これらを駆動源とするギァドモータ等によって構成することができる。この実施形態では、前述したアーム９の軽量化によりサーボモータやステッピングモータ等も小型，低トルク型のもので済み、アーム９の姿勢保持に必要とされるカウンターウエイトをアーム９の下端部に延出して設ける必要もない。従って、力ウンターウエイトの回転を許容するための床面の掘り込みも不要であってアーム９の設置に必要とされるコストが軽減され、しかも、従来困難であった既存設備へのアーム９の追加設置も可能である。
【００３３】
試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の回転中心Ｃの位置を上下に調整するためのオフセット量調整手段６，６は、アーム９の回転中心Ｃに接続した回転駆動手段１０，１０を上下移動させる昇降機構１１，１１によって構成される。昇降機構１１，１１は同期回転するサーボモータもしくはステッピングモータ等で駆動されるボールナット＆スクリュー等を備えたネジジャッキ式のもの、あるいは、油圧回路を利用した油圧ジャッキ等によって構成することができる。
【００３４】
以上の構成において、試験用アンテナ駆動手段５，５を構成する回転駆動手段１０，１０を同期して作動させると、試験用アンテナ３を取り付けたアーム９が其の一端を回転中心Ｃとして垂直面内で回転する。試験用アンテナ３はアーム９の他端に位置する梁状部材８に取り付けられているので、アーム９の回転運動で規制された方向、つまり、アーム９の他端の移動軌跡である下に凹の円弧に沿って移動し、また、試験用アンテナ３の姿勢は、格別な姿勢制御を要することなく、常に、その指向性がアーム９の回転中心、つまり、試験用アンテナ１３が存在すべきところに向かうように保持される。
【００３５】
試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の上下位置つまり回転中心Ｃの上下位置は、アーム９の回転中心Ｃと接続した回転駆動手段１０，１０を据え付けた昇降機構１１，１１を同期して昇降させることによって容易に調整されるので、車両等の装置１２の大きさ或いは装置１２に対する被試験アンテナ１３の取り付け位置の相違等に起因してステージ２を基準とする被試験アンテナ１３の高さに高低差が生じた場合であっても、試験用アンテナ３が移動する円弧の曲率の中心を被試験アンテナ１３の位置に合わせて被試験アンテナ１３から試験用アンテナ３に至る離間距離つまり測定距離を一定とした状態で、被試験アンテナ１３の受信レベルや試験用アンテナ３の受信レベルを的確に測定することができる。
【００３６】
昇降機構１１，１１でアーム９の上下位置を調整する代わりにステージ２を上下動させてアーム９の回転中心Ｃの高さを被試験アンテナ１３の位置に合わせることも考えられるが、ステージ２に載置される装置１２としては車両等を始めとして重量が大きなものが多いので、ステージ２を上下動させるよりも重量の軽いアーム９の上下位置を調整した方が所要トルクの面で有利である。また、ステージ２を上下動させると被試験アンテナ１３を設置した車両等の装置１２と周囲の床面（路面）との間に相対位置の変化が生じ、実際の使用状態で被試験アンテナ１３の特性を測定することが難しくなるが、アーム９の上下位置を調整した場合には被試験アンテナ１３を設置した車両等の装置１２と周囲の床面との間に相対位置の変化は生じないので、より実際の使用状態に近い状況で被試験アンテナ１３の特性を測定することができ、測定精度の面でも有利である。
【００３７】
また、アーム９をＦＲＰで形成して反射波の強度を軽減することにより、被試験アンテナ１３の受信レベルや試験用アンテナ３の受信レベルの測定精度が向上している。
【００３８】
しかも、ＦＲＰからなるアーム９の表面に電波吸収体を貼り付けることで外乱に対する更なる性能改善が可能であり、ＦＲＰからの僅かな反射波の影響が問題となるような高精度の測定にも対処することができる。
【００３９】
ここでは、一端を回転中心Ｃとして垂直面内で回転するアーム９を試験用アンテナガイド手段４の一例として示したが、この他にも、例えば、下に凹の形状で屈曲されたラック状の経路規制手段を試験用アンテナガイド手段として利用し、サーボモータ等で駆動されるピニオンを前述のラックに噛合させたスライダ（走行子）を経路規制手段の曲率の内側に移動可能に装着し、このスライダに試験用アンテナ３を取り付けるようにしてもよい。
試験用アンテナ３が試験用アンテナガイド手段に沿って円弧状に移動する点、および、この円弧の曲率中心に対する試験用アンテナ３の姿勢が一定となる点では前述の実施形態と同様である。
但し、この場合は、試験用アンテナ駆動手段はスライダ内のサーボモータによって構成され、オフセット量調整手段は、スライダを取り付けたラック状の経路規制手段を上下移動させる昇降機構によって構成する必要がある。
【実施例１】
【００４０】
図２は他の一実施例の電磁界パターン測定装置１４の構成の概略について示した斜視図である。
【００４１】
アーム９の梁状部材１５をＦＲＰ製のＬ型アングル捧もしくは細い角柱の組合せにより構成することで、充分な剛性を保ちながらアーム９の更なる軽量化が達成される。また、ここでは特に図示しないが、アーム９の支柱７，７を図２の梁状部材１５のようにＬ型アングル捧もしくは細い角桂の組合せにて構成するようにしてもよい。
【実施例２】
【００４２】
図３は更に他の一実施例の電磁界パターン測定装置１６の構成の概略について示した斜視図である。
【００４３】
この実施例では、試験用アンテナガイド手段４を構成するアーム９の下端部の回転中心Ｃを軸支板１７，１７で回転自在に保持し、この軸支板１７，１７をオフセット量調整手段６，６となる昇降機構１１，１１で上下に移動させてアーム９の回転中心Ｃの高さを調整するようにしている。
【００４４】
アーム９によって規制された運動方向に沿って試験用アンテナ３を移動させるための試験用アンテナ駆動手段５は、アーム９の梁状部材８に接続された牽引ロープ１８と、この牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻しを行うための電動ウインチ１９、および、アーム９に対する牽引ロープ１８の牽引方向を適正化するために建屋天上に設置された滑車２０とによって構成され、電動ウインチ１９を利用した牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻し操作により、アーム９を略水平に寝かせた状態から直立するまでの範囲でアーム９の回転動作が実現されるようになっている。
【００４５】
この実施例では、牽引ロープ１８の巻き取り／巻き戻し量が一定であってもアーム９の姿勢に応じてアーム９の回転量が変化し、また、昇降機構１１，１１の上下移動によってもアーム９の回転角度が微妙に変動するので、電動ウインチ１９の回転量をオープンループで制御してもアーム９の姿勢を適切に特定することは困難である。このため、軸支板１７にはアーム９の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダ等の回転角度検出手段が配備され、図示しない制御装置からの指令に基くアーム９の回転角度の制御は、この回転角度検出手段からの帰還信号を参照して行われるようになっている。
【００４６】
この実施例では、アーム９の基部にモータやギア等の金属部品を配備する必要がないので、図１および図２に示した構造のものと比ベ、電磁波の反射や輻射による外乱の軽減効果が更に向上し、測定精度が向上するメリットがある。
【実施例３】
【００４７】
図４は更に別の一実施例の電磁界パターン測定装置２１の構成の概略について示した側面図、図５は同実施例の電磁界パターン測定装置２１の構成の概略について示した平面図である。
【００４８】
支柱７，７と梁状部材８とからなるアーム９の構成、試験用アンテナ駆動手段５として機能する回転駆動手段１０の構成、オフセット量調整手段６として機能する昇降機構１１の構成、および、梁状部材８に対する試験用アンテナ３の取り付け構造に関しては、図１に示した電磁界パターン測定装置１の場合と同様であるので、図４および図５中で同様の符号を付すにとどめ、詳細な説明は省略する。
【００４９】
この実施例のステージ２２は、図５に示されるように、回転式のターンテーブルによって構成されている。また、ステージ２２の両側に位置する昇降機構１１，１１は、図４に示されるように、試験場の床面を掘り込んで形成された空間内に設置され、ステージ２２よりも下方に位置する。更に、ステージ２２の周辺には、アーム９を略水平状態に寝かせて格納するためのアーム格納用溝部２３が形成されている。
【００５０】
図６では昇降機構１１，１１を完全に下降させてアーム９を略水平に寝かせたときの状態を示しており、この状態で、回転駆動手段１０，１０と昇降機構１１，１１が床面下に格納されると共にアーム９がアーム格納用溝部２３に格納される。なお、符号２４は測定に悪影響を及ぼす外乱を排除するための電波暗室である。
【００５１】
電磁界パターン測定装置２１の全体を制御するためのコントローラ２５の構成の概略を図７に示す。
【００５２】
コントローラ２５の主要部は、演算処理用のＣＰＵ２６と、ＣＰＵ２６の制御プログラムを格納したＲＯＭ２７と、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２８、および、受信レベルの測定データを記憶するためのハードディスク等の記憶装置２９によって構成される。
【００５３】
コントローラ２５の入出力回路３０には、回転駆動手段１０，１０の駆動源となるサーボモータＭ１，Ｍ２が同期回路３１および軸制御回路３２，３３を介して接続され、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ１のロータリーエンコーダＰ１からの帰還パルスとに基いて、同期回路３１が軸制御回路３２，３３を介してサーボモータＭ１，Ｍ２を同期制御するようになっている。これと同様、ボールナット＆スクリュー等を備えたネジジャッキ式の昇降機構１１，１１の駆動源として機能するサーボモータＭ３，Ｍ４が同期回路３４および軸制御回路３５，３６を介して接続され、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ３のロータリーエンコーダＰ３からの帰還パルスとに基いて、同期回路３４が軸制御回路３５，３６を介してサーボモータＭ３，Ｍ４を同期制御するようになっている。ステージ２２を回転させるためのサーボモータＭ５は、ＣＰＵ２６から出力される移動指令パルスとサーボモータＭ５のロータリーエンコーダＰ５からの帰還パルスとに基いて、軸制御回路３７によって駆動制御される。
【００５４】
また、コントローラ２５のインターフェイス３８には表示装置付手動データ入力装置３９が接続され、更に、このインターフェイス３８に、試験用アンテナ３と接続した試験用アンテナ側制御装置４０、ならびに、被試験アンテナ１３と接続した被試験アンテナ側制御装置４１が接続されるようになっている。
【００５５】
被試験アンテナ１３が送信用のものであれば被試験アンテナ側制御装置４１は送信器、また、試験用アンテナ側制御装置４０は受信器を含む構成であり、この受信器で受信される電波の受信レベルが試験用アンテナ側制御装置４０からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。一方、被試験アンテナ１３が受信用のものであれば試験用アンテナ側制御装置４０は送信器、また、被試験アンテナ側制御装置４１は受信器を含む構成であり、この受信器で受信される電波の受信レベルが被試験アンテナ側制御装置４１からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。更に、被試験アンテナ１３が送受信用のものであれば試験用アンテナ側制御装置４０および被試験アンテナ側制御装置４１は共に送受信器を含む構成であり、これらの送受信器で受信される電波の受信レベルが試験用アンテナ側制御装置４０（アップリンク通信時）および被試験アンテナ側制御装置４１（ダウンリンク通信時）の各々からコントローラ２５のインターフェイス３８に受信レベルのデータとして入力される。
【００５６】
図８はコントローラ２５のＣＰＵ２６が実行する処理の概略について示したフローチャートである。
【００５７】
次に、図８を参照して本実施例における電磁界パターン測定装置２１の全体的な動作について簡単に説明する。但し、この段階ではアーム９および昇降機構１１，１１が図６に示されるような格納位置に退避しており、被試験アンテナ１３を実装した車両等の装置１２が既にステージ２２上に載置され、試験用アンテナ側制御装置４０および被試験アンテナ側制御装置４１とインターフェイス３８との接続が行われているものとする。
【００５８】
そこで、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作してコントローラ２５に起動指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ１の処理で起動指令の入力を検出し、まず、サーボモータＭ３，Ｍ４を駆動して昇降機構１１，１１を図６の位置から図４に示されるような初期位置にまで上昇させた後（ステップＳ２）、オフセット量の入力操作を促すメッセージを表示装置付手動データ入力装置３９のモニタに表示して（ステップＳ３）、オペレータによるオフセット量の入力操作（ステップＳ４）、もしくは、オペレータによる測定実行指令の入力操作（ステップＳ６）を待つ待機状態に入る。この初期位置は昇降機構１１，１１の上端部がステージ２２の面と同一高さとなる位置であり、図６の格納位置から図４の初期位置にまで昇降機構１１，１１を上昇させるために必要とされる移動指令パルスの値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されており、ＣＰＵ２６がステップＳ５の処理で当該移動指令パルス（移動指令値）を読み出し、これを分割して単位時間当たりの移動指令パルス（速度指令値）として前記単位時間に相当する所定周期毎に同期回路３１に出力し、同期回路３１が移動指令パルスの積算値からロータリーエンコーダＰ１からの帰還信号を減じてエラー値を求め、このエラー値（トルク指令値）が零となるようにサーボモータＭ３，Ｍ４を駆動制御する。
【００５９】
ここで、オペレータがオフセット量の入力操作を実行した場合には、ＣＰＵ２６がステップＳ４の処理でオフセット量の入力を検出し、サーボモータＭ３，Ｍ４を再び駆動して昇降機構１１，１１をオフセット量に相当する分だけ上昇あるいは下降させる（ステップＳ５）。昇降機構１１，１１を上昇させるために必要とされる移動指令パルスに相当するオフセット量の値が外部から入力される点を別にすればサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の内容は前記と同様である。
【００６０】
入力するオフセット量の値を調整することで、車両等の装置１２の高さや装置１２に対する被試験アンテナ１３の取り付け位置等の違いに関わりなく、アーム９の回転中心Ｃの位置を被試験アンテナ１３の高さに合わせることができる。
【００６１】
次いで、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作して測定実行指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ６の処理で測定実行指令の入力を検出し、アーム９の回転位置を記憶する回転位置記憶レジスタＤ１およびステージ２２の回転位置を記憶する回転位置記憶レジスタＤ２の各々に初期値０をセットして（ステップＳ７，ステップＳ８）、まず、この状態で受信レベルについての第１回目の測定を実行し（ステップＳ９）、試験用アンテナ側制御装置４０あるいは被試験アンテナ側制御装置４１からインターフェイス３８を介して入力される受信レベルのデータを、アーム９の回転角度Ｄ１＝〔０〕°およびステージ２２の回転角度Ｄ２＝〔０〕°に対応させて記憶装置２９に記憶させる（ステップＳ１０）。但し、Ｄ１＝〔０〕°は図４の二点鎖線に示されるようにしてアーム９が水平となった状態、また、Ｄ２＝〔０〕°は図５に示されるようにして車両等の装置１２が梁状部材８に直交した状態である。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ２６は、サーボモータＭ５を駆動してステージ２２を微小回転量〔ΔＤ２〕°だけ回転させ（ステップＳ１１）、回転位置記憶レジスタＤ２の値をΔＤ２だけインクリメントしてステージ２２の現在の回転位置を更新して記憶した後（ステップＳ１２）、ステージ２２の現在の回転位置が〔３６０〕°に達しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステージ２２の微小回転量ΔＤ２は、例えば、〔０．５〕°あるいは〔１〕°等といった値であり、受信レベルの測定データのマッピング精度等の要求に応じて適宜に決められる値であるが、この値は〔３６０／ΔＤ２〕が整数値となるように設定されることが望ましい。ΔＤ２の値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されている。サーボモータＭ５の駆動制御についてはサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の場合と同様である。
【００６３】
ここで、ステップＳ１３の判定結果が真となった場合、つまり、ステージ２２の積算回転量が現段階で〔３６０〕°に達していないことが明らかとなった場合には、ＣＰＵ２６は、再びステップＳ９の処理に復帰し、前記と同様にしてステップＳ９〜ステップＳ１３の処理を繰り返し実行する。
【００６４】
この結果、（Ｄ１，Ｄ２）＝（０，０）から（Ｄ１，Ｄ２）＝（０，３６０−ΔＤ２）の各々、つまり、アーム９を水平に保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させた際の各位置での受信レベルのデータが記憶装置２９に記憶されることになる。
【００６５】
このような処理を繰り返し実行する間にステップＳ１３の判定結果が偽となり、ステージ２２の現在の回転位置が〔３６０〕°に達したことが確認されると、ＣＰＵ２６は、回転位置記憶レジスタＤ１の値をΔＤ１だけインクリメントし、アーム９の次の目標回転位置を回転位置記憶レジスタＤ１に更新して記憶した後（ステップＳ１４）、アーム９の次の目標回転位置が〔９０〕°を超えるか否かを判定する（ステップＳ１５）。アーム９の回転量〔ΔＤ１〕°は、例えば、〔０．５〕°あるいは〔１〕°等といった値であり、受信レベルの測定データのマッピング精度等の要求に応じて適宜に決められる値であるが、この値は〔３６０／ΔＤ１〕が整数値となるように設定されることが望ましい。ΔＤ１の値は予めパラメータとしてＲＯＭ２７に記憶されている。
【００６６】
ここで、ステップＳ１５の判定結果が真となった場合、つまり、アーム９を更に〔ΔＤ１〕°だけ回転させても其の積算回転量が〔９０〕°を超えないことが明らかとなった場合には、ＣＰＵ２６はサーボモータＭ１，Ｍ２を駆動してアーム９を微小回転量〔ΔＤ１〕°だけ回転させ（ステップＳ１６）、再びステップＳ８の処理に復帰して、ステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理を入れ子状に含むステップＳ８〜ステップＳ１６の処理を前記と同様にして繰り返し実行する。サーボモータＭ１，Ｍ２の駆動制御についてはサーボモータＭ３，Ｍ４の駆動制御の場合と同様である。
【００６７】
この結果、まず、（Ｄ１，Ｄ２）＝（ΔＤ１，０）から（Ｄ１，Ｄ２）＝（ΔＤ１，３６０−ΔＤ２）の各々、つまり、アーム９を水平状態から〔ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させた際の各位置における受信レベルのデータが記憶装置２９に記憶される（ステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理）。
【００６８】
以下、これと同様にして、アーム９を水平状態から〔２・ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させるための処理、アーム９を水平状態から〔３・ΔＤ１〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させるための処理、・・・が繰り返し実行される。
【００６９】
そして、最後に行われるステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理では、アーム９を水平状態から〔９０〕°だけ起こして保持した状態でステージ２２を〔０〕°の位置から〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで〔ΔＤ２〕°の刻みで回転させて各位置における受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させる処理が実行される。
【００７０】
このようにして、最後に行われるステップＳ９〜ステップＳ１３の繰り返し処理でステップＳ１３の判定結果が偽となった時点では回転位置記憶レジスタＤ１の値が既に〔９０〕°に達しているので、改めてステップＳ１４の処理を実行して回転位置記憶レジスタＤ１の値をΔＤ１だけインクリメントするとステップＳ１５の判定結果が偽となり、アーム９を水平状態の〔０〕°の位置から〔ΔＤ１〕°ずつ〔９０〕°の位置まで回転させ、各回転位置でステージ２２を〔０〕°の位置から〔ΔＤ２〕°ずつ〔３６０−ΔＤ２〕°の位置まで回転させて各位置毎に受信レベルのデータを記憶装置２９に記憶させる処理が全て完了する。
【００７１】
これにより被試験アンテナ１３の位置を中心とする上側半分の半球面における受信レベルのデータが緯度方向に〔ΔＤ１〕°かつ経度方向に〔ΔＤ２〕°のピッチでサンプリングされ、其の測定位置を示す値Ｄ１，Ｄ２と共に記憶装置２９に記憶されることになる。
【００７２】
最終的に、オペレータが表示装置付手動データ入力装置３９を操作してコントローラ２５に測定終了指令を入力すると、ＣＰＵ２６は、ステップＳ１７の処理で測定終了指令の入力を検出し、回転駆動手段１０，１０の駆動源として機能するサーボモータＭ１，Ｍ２を駆動してアーム９を逆方向に〔９０〕°回転させて水平状態に戻し（ステップＳ１８）、更に、昇降機構１１，１１の駆動源として機能するサーボモータＭ３，Ｍ４を駆動して昇降機構１１，１１を図４の初期位置から図６に示されるような格納位置まで下降させ、昇降機構１１，１１を試験場の床面の掘り込みに収納すると共にアーム９をアーム格納用溝部２３に格納する（ステップＳ１９）。
【００７３】
このように、アーム９をアーム格納用溝部２３に格納した状態で保存することができるので、大型の車両や飛行機等の装置１２に取り付けられた被試験アンテナ１３に対処するためにアーム９の構造が大型化したような場合であっても、非測定時における試験場の床面スペースを有効活用することができる。
【００７４】
この実施例ではアーム９の姿勢を維持した状態でステージ２２を〔３６０〕°回転させて各位置毎に受信レベルの測定を行ったが、ステージ２２の回転位置維持した状態でアーム９を〔９０〕°回転させて各位置毎に受信レベルの測定を行うようにしてもよく、得られるデータの意味合いは技術的に同一である。
【００７５】
サンプリングされた受信レベルのデータは、（Ｄ１，Ｄ２，受信レベルのデータ）の配列で記憶装置２９に保存されているので、これを読み出して表示装置付手動データ入力装置３９のモニタあるいはＸ−Ｙプロッタ等を利用して極座標系上に受信レベルをプロットすれば、電波の伝搬特性を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を適用した一実施形態の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。
【図２】他の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。（実施例１）
【図３】更に他の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した斜視図である。（実施例２）
【図４】更に別の一実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した側面図である。（実施例３）
【図５】同実施例の電磁界パターン測定装置の構成の概略について示した平面図である。
【図６】同実施例の電磁界パターン測定装置の格納状態について示した側面図である。（実施例３）
【図７】同実施例の電磁界パターン測定装置を制御するコントローラの構成の概略について示した機能ブロック図である。（実施例３）
【図８】コントローラのＣＰＵが実行する処理の概略について示したフローチャートである。（実施例３）
【符号の説明】
【００７７】
１ 電磁界パターン測定装置
２ ステージ
３ 試験用アンテナ
４ 試験用アンテナガイド手段
５ 試験用アンテナ駆動手段
６ オフセット量調整手段
７ 支柱
８ 梁状部材
９ アーム
１０ 回転駆動手段
１１ 昇降機構
１２ 車両等の装置
１３ 被試験アンテナ
１４ 電磁界パターン測定装置
１５ 梁状部材
１６ 電磁界パターン測定装置
１７ 軸支板
１８ 牽引ロープ
１９ 電動ウインチ
２０ 滑車
２１ 電磁界パターン測定装置
２２ ステージ
２３ アーム格納用溝部
２４ 電波暗室
２５ コントローラ
２６ ＣＰＵ
２７ ＲＯＭ
２８ ＲＡＭ
２９ 記憶装置
３０ 入出力回路
３１ 同期回路
３２，３３ 軸制御回路
３４ 同期回路
３５，３６，３７ 軸制御回路
３８ インターフェイス
３９ 表示装置付手動データ入力装置
４０ 試験用アンテナ側制御装置
４１ 被試験アンテナ側制御装置
Ｃ アームの回転中心
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５ サーボモータ
Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５ ロータリーエンコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験アンテナに対して電波の送信もしくは受信を行う試験用アンテナを前記被試験アンテナの周囲で移動させ、前記試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置であって、
前記被試験アンテナを実装した装置を載置するためのステージと、
前記被試験アンテナに対する前記試験用アンテナの姿勢を略一定に保持し、且つ、前記ステージよりも上方の空間において前記試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段と、
前記試験用アンテナガイド手段によって規制された方向に沿って前記試験用アンテナを移動させる試験用アンテナ駆動手段と、
前記試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段とを備えたことを特徴とする電磁界パターン測定装置。
【請求項２】
前記試験用アンテナガイド手段は、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ該回転中心に向かう指向性を有する前記試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって構成され、
前記試験用アンテナ駆動手段は、前記回転中心の周りに前記アームを回転させる回転駆動手段によって構成され、
前記オフセット量調整手段は、前記アームの回転中心の位置を上下に調整する昇降機構によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項３】
前記昇降機構が前記ステージよりも下方位置に配備され、前記ステージの周辺には、前記アームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項４】
前記試験用アンテナガイド手段は、電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項５】
前記試験用アンテナガイド手段は、ファイバー・レインフォースド・プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項１】
被試験アンテナに対して電波の送信もしくは受信を行う試験用アンテナを前記被試験アンテナの周囲で移動させ、前記試験用アンテナの各位置毎に被試験アンテナの受信レベルもしくは試験用アンテナの受信レベルを測定する電磁界パターン測定装置であって、
前記被試験アンテナを実装した装置を載置するためのステージと、
前記被試験アンテナに対する前記試験用アンテナの姿勢を略一定に保持し、且つ、前記ステージよりも上方の空間において前記試験用アンテナの移動方向を下に凹の円弧に沿って規制する試験用アンテナガイド手段と、
前記試験用アンテナガイド手段によって規制された方向に沿って前記試験用アンテナを移動させる試験用アンテナ駆動手段と、
前記試験用アンテナガイド手段の上下位置を調整するオフセット量調整手段とを備えたことを特徴とする電磁界パターン測定装置。
【請求項２】
前記試験用アンテナガイド手段は、一端を回転中心として垂直面内で回転可能とされ該回転中心に向かう指向性を有する前記試験用アンテナを他端に取り付けたアームによって構成され、
前記試験用アンテナ駆動手段は、前記回転中心の周りに前記アームを回転させる回転駆動手段によって構成され、
前記オフセット量調整手段は、前記アームの回転中心の位置を上下に調整する昇降機構によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項３】
前記昇降機構が前記ステージよりも下方位置に配備され、前記ステージの周辺には、前記アームを略水平状態に寝かせて格納するアーム格納用溝部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項４】
前記試験用アンテナガイド手段は、電磁波の反射率および比重が金属材料よりも小さな素材で形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の電磁界パターン測定装置。
【請求項５】
前記試験用アンテナガイド手段は、ファイバー・レインフォースド・プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の電磁界パターン測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−５３０１０（Ｐ２００６−５３０１０Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３４１４０（Ｐ２００４−２３４１４０）
【出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００３３８８）株式会社トキメック (103)
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００３３８８）株式会社トキメック (103)
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