放射電力測定方法および放射電力測定装置
【課題】結合器内に連続移動機構を設けなくても、送受信間に理想的な結合状態を実現させることができ、また結合器が形成する閉空間の形状を単純化することで、よりコンパクトで低コストにシステム構成できるようにする。
【解決手段】直方体形状の閉空間を有する多面体結合器２１の内部の一端側に被測定物１を配置し、他端側に受信アンテナ１５を配置し、受信アンテナ１５と電力測定器１５０の間に可変整合器１３０を挿入し、電力測定器１５０で測定される電力が最大となるように可変整合器１３を設定し、そのとき得られた最大電力と、被測定物１に代えて基準アンテナ１６０を用いたときに同様の測定で得られた最大電力とに基づいて被測定物１の全放射電力算出する。
【解決手段】直方体形状の閉空間を有する多面体結合器２１の内部の一端側に被測定物１を配置し、他端側に受信アンテナ１５を配置し、受信アンテナ１５と電力測定器１５０の間に可変整合器１３０を挿入し、電力測定器１５０で測定される電力が最大となるように可変整合器１３を設定し、そのとき得られた最大電力と、被測定物１に代えて基準アンテナ１６０を用いたときに同様の測定で得られた最大電力とに基づいて被測定物１の全放射電力算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型無線端末の放射電力を測定するための技術に関し、特に、導体の壁面に囲まれた閉空間を有する結合器を用い、その閉空間に配置した無線端末から閉空間に放射された電波を受信アンテナで受信して無線端末の全放射電力を測定する方法および装置において、結合器の外形および内部機構を簡易化して低コスト化、小型化し、より確実な結合状態を実現し、正確な測定を行えるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス社会の到来を向かえ、ＲＦＩＤ（無線タグ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、ＢＡＮ(Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)関連の無線機器などの超小型無線端末の爆発的増大が予測されている。
【０００３】
これらの機器は、その寸法の制約や経済的理由から、従来の無線機のように試験用端子を持たないものが多く、機器が放射した電波を受信してその試験をしなければならない。
【０００４】
特に、上記のような小型無線端末は、他の通信への影響、人体への影響などを考慮してその放射電力が厳しく規定されており、放射電力の測定が重要な試験項目となる。
【０００５】
放射電力には、任意方向のｅｉｒｐ（等価等方放射電力）と、全空間に放射される全放射電力（ＴＲＰ）とがあるが、ｅｉｒｐは測定装置が複雑でかつ測定に長時間を要することから、ＴＲＰを扱うことが多くなってきている。
【０００６】
これまで用いられているＴＲＰの測定法としては、以下のものが知られている。
（１）供試機器を包む球面上をプローブでスキャンしメッシュ点での放射電力を測定し、これらを積算する球面スキャニング法。
（２）金属で覆った部屋の中で供試機器から放射された電波を金属羽根の回転で撹拌してランダムフィールドを発生させ、統計的手法に基づき供試機器からの全放射電力を推定する方法。
（３）金属膜で覆った角錐状の空間と電波吸収体で内部にＴＥＭ波を発生させるＧ−ＴＥＭセルと呼ばれる装置を用いる方法。
（４）複数のアンテナとそれらに接続するアイソレータと位相調整器およびそれらアレーアンテナの信号を合成する合成器等を有し、アレーの中心線上に置かれた被測定物から放射電力を測定する電磁波結合装置。
【０００７】
上記球面スキャニング法は、精度の高い測定が可能であるが、その反面、大掛かりな設備（電波無反射室、球面スキャナなど）が必要で、かつ測定に長時間を要する。
【０００８】
さらに、全空間のごく一部に放射された電波を受信して電力を求め、その総和をとるので、各測定点における受信感度が非常に小さくなり、スプリアスの測定が困難となるという問題がある。
【０００９】
一方、金属で覆った部屋の中で電波を攪拌する方法では、大型電波無反射室を必要としないという利点はあるが、人為的に発生させたランダムフィールドと理論的確率モデルとの一致性に曖昧さが残り、統計的処理に基づくので結果の不確かさが大きく、測定に長時間を要するなどの問題がある。また、スプリアス測定も球面スキャンと同様難しい。
【００１０】
また、Ｇ−ＴＥＭセルは内部電界分布の一様性の確保が難しい上、全放射電力を測定するためには、被測定物の向きを全方向に変えられるように２軸の回転台をＧ−ＴＥＭセル中に装備しなければならないという困難な問題がある。
【００１１】
これらの問題を解決する技術として本願発明者らは、楕円球状の閉空間を有する結合器を用いてアンテナの全放射電力を測定する方法を提案した（特許文献１）。
【００１２】
この測定方法は、楕円をその焦点を結ぶ軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の焦点位置に被測定物と受信アンテナを配置して、被測定物から放射された電波を壁面で反射させて受信アンテナに集中させることで、被測定物の全放射電力を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ ２００９／０４１５１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の楕円球空間の結合器を用いた場合、被測定物と受信アンテナとの間の結合度が１となることが理想であるが、実際には、被測定物の大きさやサイドローブ等の影響を受けて、被測定物から放射された電波が異なる位相で焦点近傍に集合して互いに電波を弱め合うキャンセル現象が生じて、全放射電力の正確な測定に困難が生じる場合がある。
【００１５】
このような困難から逃れるために、被測定物に代わる送信基準アンテナと受信アンテナの位置を、焦点を結ぶ線に沿ってその焦点近傍の範囲で距離が変化するように連続的に移動させ、送信基準アンテナの反射係数が最小で、且つ基準アンテナから受信アンテナへの透過係数が最大となる位置を見つけ、その位置を完全結合位置として送信基準アンテナの代わりに被測定物を配置し、被測定物からの電波を受信アンテナで受信し、その時の受信レベルと、送信基準アンテナを用いたときの受信信号レベルとの比および送信基準アンテナへの供給電力から、被測定物の放射電力を求めることも考えられる。
【００１６】
しかしながら、上記技術を用いるには、基準アンテナや受信アンテナを連続的に移動させる機構を、結合器内に二組設ける必要がある。
【００１７】
そしてその移動量は最低でも測定する電波の±１波長分は必要となり、周波数が低い場合、その移動範囲も大きくなり、結合器の大きさもその分を見込んで大きくしなければならず、装置の大型化が避けられず、コストも高くなる。また、たとえ移動機構の駆動部のみを結合器の外に配置する構造を採用しても装置全体として大型化することにかわりない。
【００１８】
また、空間内でより完全な結合位置を見つけるために、二つの焦点を結ぶ軸に沿った一次元変位だけでなく、その軸方向を含む３次元の変位機構を設ける必要が生じるが、そのような複雑な３次元の変位機構を二組設けた場合、装置がさらに大型化してコストもさらに高くなってしまう。
【００１９】
また、コストを重視すると、内部空間が楕円球状の結合器は曲面の組合せを用いて形成する必要があり、平面の組合せで形成したものに比べて製造コストが必然的に高くなるという問題がある。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、結合器内に連続移動機構を設けなくても、送受信間に理想的な結合状態を実現させ、コンパクトで低コストにシステム構成できる放射電力測定方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の放射電力測定方法は、
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）に、被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間して配置し、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナ（１５）で受信し、該受信アンテナの出力信号の電力を電力測定器（１５０）によって測定することで被測定物の全放射電力を測定する放射電力測定方法であって、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に可変整合器（１３０）を挿入し、
前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定して、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項２の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
前記被測定物に対し、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第１の測定値として記憶する段階と、
信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナを前記被測定物に代えて配置した状態で、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として記憶する段階と、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項３の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項４の放射電力測定方法は、請求項２記載の放射電力測定方法において、
前記第１の測定値として、所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項５の放射電力測定方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の放射電力測定方法において、
前記多面体形状が直方体であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項６の放射電力測定装置は、
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）を有し、該閉空間に被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間した状態で支持する支持手段（５０、５５）を含み、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を前記閉空間から外部へ出力させる多面体結合器（２１）と、
前記受信アンテナの出力信号の電力を測定するための電力測定器（１５０）と、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に設けられた可変整合器（１３０）と、
前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項７の放射電力測定装置は、請求項６記載の放射電力測定装置において、
前記支持手段に前記被測定物の代わりに基準アンテナが支持されたときに該基準アンテナに前記多面体結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）を有し、
前記測定制御部は、
前記支持手段に前記被測定物が支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力を第１の測定値とし、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項８の放射電力測定装置は、請求項６記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の支持手段は、前記被測定物と前記受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項９の放射電力測定装置は、請求項７記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の前記支持手段は、前記被測定物または前記基準アンテナと前記受信アンテナの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記第１の測定値として、前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１０の放射電力測定装置は、請求項６〜９のいずれかに記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の閉空間の多面体形状が直方体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
このように、本発明の放射電力測定方法および装置では、可変整合器を用いて被測定物を多面体結合器にセットした状態で受信電力が最大となるように整合させたときに得られた測定値に基づいて被測定物の全放射電力を算出している。
【００３２】
この測定原理は、多面体結合器と可変整合器をそれぞれ無損失の４端子網とし、カスケード回路の出力が電力測定器の入力インピーダンスで終端される等価回路を想定した演算によって導かれることであり、多面体結合器の出力側で整合をとれば、系全体の反射係数が０で、透過係数が１、つまり完全結合状態が実現できるという知見に基づくものであって、送受信間にほぼ理想的な高い結合状態を実現させ、被測定物の放射電力を正確に求めることができる。
【００３３】
また、結合調整のために放射体や受信アンテナの位置を連続的に動かす必要がないので、コンパクトで低コストにシステム構成できる。
【００３４】
また、平面の組合せによって形成される多面体形状で導体の壁面に囲まれた閉空間に被測定物等の放射体と受信アンテナとを配置するので、形状が複雑な楕円球形状の閉空間を用いる場合と比べて格段に製造コストを下げることができ、さらに低コスト化することができる。
【００３５】
なお、楕円球形状の閉空間を用い、その二つの焦点の近傍位置に被測定物等の放射体と受信アンテナを配置した場合には、一方の焦点から壁面を経て他方の焦点に至る壁面反射経路の長さがどの反射位置についても等しいことに起因して放射体から受信アンテナへの電力伝送が効率的に行われるので、整合器を用いない場合であっても結合器としての周波数に対する透過係数の落ち込み周期が比較的長く、広帯域な特性が得られる。これに対し、直方体などの多面体では、上記楕円球のような反射経路の等長性は得られないので、結合器としての周波数に対する透過係数は複雑に変化し、且つ落ち込み周期が短くなるが、本発明のように、多面体結合器と電力測定器の間に挿入した整合器により受信電力最大となるようにすることで、実用的な帯域でほぼ完全結合を得ることができる。
【００３６】
また、被測定物に代えて基準アンテナを結合器にセットした状態で受信電力が最大となるように整合させたときに得られた測定値を求めて、被測定物の全放射電力を算出するものでは、基準アンテナについて得られた測定値で校正された正確な測定が行える。
【００３７】
また、ある周波数範囲における全放射電力を求める場合には、アンテナ間距離または放射体と受信アンテナの向き、あるいはアンテナ間距離と向きの組合せを複数通り設定し、それらの各配置についての整合状態における測定電力からなる周波数特性を求め、その複数の特性から同一周波数についてのデータのうちの最大値を選択して計算に用いるものでは、落ち込み（ディップ）の影響を減らすことができ、広い周波数範囲で正確な測定が行える。
【００３８】
また、閉空間の多面体形状が直方体であるものは、その簡易な形状によりその製造コストを最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の測定方法を説明するための図
【図２】本発明の測定方法を説明するための図
【図３】トラップ型の可変整合器の構成例を示す図
【図４】デジタル移相型の可変整合器の構成例を示す図
【図５】Ｌ型の可変整合器を用いたときの整合条件を説明するための図
【図６】コリニア配置で２ａ／λ＝３．５の場合の透過率の周波数特性図
【図７】コリニア配置で２ａ／λ＝４．５の場合の透過率の周波数特性図
【図８】コリニア配置で２ａ／λ＝５．５の場合の透過率の周波数特性図
【図９】対向配置の場合の構成例を示す図
【図１０】対向配置で２ａ／λ＝３．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１１】対向配置で２ａ／λ＝４．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１２】対向配置で２ａ／λ＝５．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１３】２ａ／λ＝３．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１４】２ａ／λ＝４．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１５】２ａ／λ＝５．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１６】放射電力測定装置の実施形態の全体構成図
【図１７】要部の内部構造を示す図
【図１８】要部の内部構造を示す図
【図１９】要部の内部構造を示す図
【図２０】実施形態の動作を説明するためのフローチャート図
【図２１】多面体結合器の他の形状例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（測定方法）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の測定方法の原理を説明するための図である。
【００４１】
図１の（ａ）は、被測定物１をセットして測定する場合のシステム構成であり、平面の組合せによって形成される多面体形状（この例では、最も単純で製造が容易な直方体とする）で、導体の壁面１１で囲まれた閉空間１２を有する多面体結合器２１の中で、その長さ方向に沿った中心線Ｃ上の第１の位置Ｐ１に被測定物１の電波の放射中心をほぼ一致させ、被測定物１からその周囲に放射された電波を壁面１１で反射させて中心線Ｃ上で第１の位置Ｐ１が離間した第２の位置Ｐ２に配置した受信アンテナ１５で受信する。
【００４２】
この受信アンテナ１５の出力信号は、多面体結合器２１の外部に出力され、可変整合器１３０を介して電力測定器１５０に入力される。
【００４３】
ここで、多面体結合器２１と可変整合器１３０を図２のようにＳパラメータで表される４端子網回路２１′、１３０′と置き換え、その出力を電力測定器１５０の入力インピーダンスＺＬで終端する回路を考える。
【００４４】
この二つの４端子網回路がカスケード接続された回路全体のＳパラメータを用いたＳ行列は、以下のように表される（途中計算は省略）。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ここで、系が無損失と仮定すれば、｜Ｓ１１｜＝｜Ｓ２２｜、｜Ｓ１１｜２＋｜Ｓ２１｜２＝１が成立するので、出力側で整合をとれば、Ｓ１１＝Ｓ２２＝０、｜Ｓ２１｜＝｜Ｓ１２｜＝１が成立する。この状態は、系全体でみて、入力側の反射係数が０、入出力間の透過係数が１の完全結合状態を表している。そして出力側で整合をとるということは、可変整合器１３０を調整して、電力測定器１５０に入力される信号電力を最大にすることにほかならない。
【００４７】
図１の（ａ）のシステムの場合で、被測定物１の放射電力Ｐｔと受信信号電力Ｐｒとの関係は、次式で表される。
【００４８】
Ｐｒ＝Ｐｔ・Ｋ（１―｜Ｓ１１｜２） ……（２）
ただし、Ｋは結合係数である
【００４９】
そして、整合をとるとＳ１１＝０となるから、以下のようになる。
Ｐｒ＝Ｐｔ・Ｋ ……（３）
【００５０】
一方、図１の（ｂ）のように被測定物１の代わりに基準アンテナ１６０を配置し、信号発生器１６１から基準アンテナ１６０に所定電力Ｐｓを供給した状態で前記同様に整合を取ったとき、基準アンテナの放射電力Ｐｔ′と受信信号電力Ｐｒ′との関係は、次式で表される。なお、基準アンテナ１６０に供給される電力Ｐｓは、信号発生器１６１の出力電力からケーブルロスを減じたものであり既知である。
【００５１】
Ｐｒ′＝Ｐｔ′・Ｋ＝Ｐｓ・η・Ｋ ……（４）
ただし、ηは基準アンテナの放射係数（既知とする）
【００５２】
上記式でＫを消去すれば、被測定物の放射電力Ｐｔは、次のように表される。
Ｐｔ＝Ｐｓ・η・Ｐｒ／Ｐｒ′ ……（５）
【００５３】
式（５）で、Ｐｓ、ηはともに既知、Ｐｒ／Ｐｒ′は整合状態で測定された最大電力値の比であるから、式（５）の右辺を計算して、被測定物の放射電力Ｐｔを求めることができる。
【００５４】
なお、上記説明では被測定物１についての測定を行ってから基準アンテナ１６０についての測定を行っていたが、その順序は逆でもよい。また基準アンテナ１６０についての測定は被測定物の測定毎に毎回行う必要はなく、その測定結果を記憶しておき、被測定物を測定して得られたデータとその記憶されたデータとから被測定物の放射電力Ｐｔを求めればよい。
【００５５】
上記測定方法を用いれば、簡単に且つ確実に被測定物の放射電力を求めることができ、しかも被測定物１、基準アンテナ１６０、受信アンテナ１５を、結合調整のために連続移動させたり、３次元方向の移動機構も不要である。
【００５６】
また、平面の組合せで形成された多面体形状の閉空間を有する多面体結合器２１を用いているため、楕円球形状の結合器より容易に製造でき、その製造コストを格段に下げることができる。
【００５７】
したがって、装置が大型化することがなく、コンパクトで低コストにシステム構成できる。
【００５８】
なお、可変整合器１３０としては、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、平行線路（主線路）の中間や両端にスタブを設けたトラップ式のものや、図４に示すように、ＰＩＮダイオードへの順方向電流の供給によってオンする移相ローデッドライン型移相器とハイブリッド型移相器とを組合せ、入力信号を、π、π／２、π／４、π／８またはそれらの組合せの量だけ移相して出力するデジタル移相器を用いたもの等が採用できる。
【００５９】
上記図３のトラップ式整合器には、（ａ）のＬ型、（ｂ）のＴ型、（ｃ）のπ型があり、図中のＬ１とＬ２の長さをそれぞれ可変することでインピーダンス変換を行って、入力と出力の間の整合をとる。この方式のうち特に（ａ）は広帯域な特性を持っており、この用途に最適である。なお、線路長の可変は例えばトロンボーン機構のラインストレッチャーを用いることで実現できる。
【００６０】
例えば、前記Ｌ型の可変整合器の場合、長さＬ１の部分と長さＬ２の部分にそれぞれラインストレッチャーを用いるが、整合点はＬ１＝０〜λ／２、Ｌ２＝０〜λ／４の範囲の中で１点だけ存在するため、制御が容易である。
【００６１】
上記のデジタル移相器は、ＰＩＮダイオードのオンオフで位相を変化させることができるので、高速の位相制御を行うことができるが、挿入損失が大きく、また使用周波数範囲が限られる。これに対し、ラインストレッチャーは、制御速度は遅いが、挿入損失が小さく、使用周波数範囲も広いという特徴を有し、測定装置の移相器には好適である。
【００６２】
なお、図５に示す条件で、結合器内のＳ行列Ｓｃを電磁界シミュレータで求め、回路計算によりＬ型の整合器のＳマトリクスＳｍを合成して、得られた整合条件は、結合器の出力側の反射係数をＳc２２（複素数）とし、ａｒｇ（Ｓc２２）をＳc２２の位相角とすると、次のようになる。
【００６３】
Ｌ１／λ
＝（１／４π）［cos−１（−｜Ｓc２２｜）＋ａｒｇ（Ｓc２２）］
Ｌ２／λ
＝（１／２π）tan−１［（１−｜Ｓc２２｜２）１／２／２｜Ｓc２２｜］
【００６４】
また、上記Ｌ型の可変整合器をデジタル的に制御する場合、各長さＬ１、Ｌ２を最初は粗く可変して、電力が大きくなる長さを大まかに探し、そのあとに、細かいステップで長さを可変して、最大電力に追い込むことになる。また、このような離散的な制御の場合、真の最大値電力に達しない場合があるが、その場合には複数の測定点から内挿法によって真の最大電力を求めればよい。このような内挿法を用いる場合でシミュレーションした結果、測定点の粗さ（Ｌ１、Ｌ２の可変ステップ）は、１／４０波長程度でよいことが確かめられているので、上記のような機械的な可変整合器を用いた場合でも、短時間に整合させることができる。
【００６５】
上記したように、被測定物１と基準アンテナ１６についてそれぞれ可変整合器１３０によって電力最大となるように設定し、その最大電力の比を求めることで被測定物１の放射電力を算出することが可能である。
【００６６】
上記説明は、周波数を固定した場合で説明しているが、被測定物１が出力する信号の周波数毎の放射電力を求める必要がある場合には、電力測定器１５０で測定周波数を可変して、上記整合処理を行うことになる。
【００６７】
その場合、多面体結合器２１の形状、電波の周波数等の関係によって、特定周波数で多面体結合器２１の透過率が極端に低下（ディップする）ことがある。
【００６８】
したがって、その場合には、被測定物１や基準アンテナ１６０と、受信アンテナ１５との距離（以下、アンテナ間距離と言う）を変えて、上記特定周波数でディップが起きない状態で同様の測定を行い、その特定周波数における放射電力を求めて、データを補うようにすればよい。またアンテナ間距離以外にアンテナの向き（例えばダイポール系のアンテナ同士であれば、両アンテナのエレメントが一直線上に並び直接結合しないコリニア配置、両アンテナのエレメントが平行に並び直接結合する対向配置、両アンテナのエレメントが中心部で直交交差して直接結合しないクロス配置等）を複数通り変えて周波数特性を求め、特定周波数のデータを補うことも可能であり、アンテナ間距離と向きとの組合せで複数通りの周波数特性を求め、特定周波数のデータを補うことも可能である。
【００６９】
ここで、アンテナ間距離を複数通りに変化させる機構が必要となるが、この機構は、単にアンテナの位置をアンテナ間距離が変化する方向に所定距離ずらして固定する機構でよく、連続移動機構は必要ない。また、アンテナの向きはアンテナの支持角度を９０度変更できる機構であればよい。
【００７０】
図６のＧ１は、中心波長λ＝１２５ｍｍ）に対して、多面体結合器２１の直方体閉空間の長さ２ａ＝３．５λ＝４３８ｍｍ、高さ２ｂ＝２ａ√（１−ｅ２）＝３７９．４ｍｍ、奥行き２ｃ＝２ｂ、アンテナ間距離２ｄ＝３５０．４ｍｍのときに、両アンテナの位置を基準位置Ｐ１、Ｐ２からλ／８ステップで−３λ／８〜＋３λ／８まで７通りに対称変化させ、各アンテナ間距離で周波数毎に受信電力が最大となるように整合をとることによって得られた透過係数Ｓ２１の７通りの周波数特性のデータから、各周波数についての最大値を選択して得た合成周波数特性である。この場合、両方のアンテナの位置がλ／８ステップで対称変化するので、アンテナ間距離はλ／４ずつ変化することになる。
【００７１】
なお、上記結合器２１の閉空間の長さ、高さ、奥行きの寸法は、長軸長２ａ、離心率ｅ＝０．５の楕円を、長軸を中心に回転させて得られる楕円球の長さ、高さ、奥行きに一致させたものである。また、被測定物のアンテナと受信アンテナはその長さ方向が中心線Ｃに一致するコリニア配置で、結合器２１の中心に対して対称に位置にあり、アンテナは中心周波数２．４ＧＨｚの半波長ダイポール系とする。また、直方体状の閉空間１２は銅板で囲まれて形成されているものとする。
【００７２】
実際に測定を行う場合には、アンテナ間距離が異なる複数組（前記では７組）の測定を全周波数範囲で行って、その互いのディップ領域のデータについて補い合う場合と、一組の測定を全周波数範囲について行い、そのディップ領域についてだけアンテナ間距離が異なる測定を行い、ディップ領域のデータを補う方法であってもよい。
【００７３】
この合成周波数特性Ｇ１を見ると、２．２〜２．６ＧＨｚの範囲で、４点の浅いディップが残っているが、全体的にみればその落ち込みは１ｄＢ以内に収まり、これらのディップ点を除けば０．５ｄＢ以内に収まっており、楕円球の結合器に比べて極めて簡易な構造の結合器であっても、携帯端末が使用する周波数範囲で極めて高い結合度が得られていることが判る。
【００７４】
なお、種々の実験から、前記した直方体形状の閉空間をもつ結合器２１の場合で、その長さ方向に沿った中心軸Ｃ上に放射体（被測定物または基準アンテナ）と受信アンテナ１５を対称に配置した場合、閉空間の長さ２ａと中心波長λとの比２ａ／λが３．５を越えて大きくなるにつれて、上記合成周波数特性の平坦性が失われることが確認されている（長さ２ａに対し、高さ２ｂおよび幅２ｃは上記関係を満たしているものとする）。
【００７５】
例として、上記同様のコリニア配置で、２ａ／λ＝４．５の場合の合成周波数特性は図７のＧ２となり、上記した周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、１ｄＢを越える複数のディップを含む多数のディップが残っている。
【００７６】
また、上記同様のコリニア配置で、２ａ／λ＝５．５の場合の合成周波数特性は図８のＧ３となり、上記した周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、さらに大きな２ｄＢ越える複数のディップを含む多数のディップが残っており、図６に示した２ａ／λ＝３．５の特性Ｇ１のような広帯域性は失われている。
【００７７】
また、図６〜８の特性Ｇ１〜Ｇ３は、送信側と受信側のアンテナをダイポール系としその長さ方向が、多面体結合器２１の長手方向に沿った中心軸Ｃに一致するコリニア配置で理論上アンテナ同士が直接結合しない配置であったが、図９のように、送信側と受信側のダイポール系のアンテナ同士が平行に対向する対向配置の場合の測定結果を、図１０〜図１２に示す。
【００７８】
図１０は、対向配置で２ａ／λ＝３．５の場合の合成周波数特性Ｈ１を示し、図１１は、対向配置で２ａ／λ＝４．５の場合の合成周波数特性Ｈ２を示し、図１２は、対向配置で２ａ／λ＝５．５の場合の合成周波数特性Ｈ３を示しているが、いずれの場合も周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、２ｄＢを越える大きなディップが残っており、広帯域性は失われている。
【００７９】
そこで、コリニア配置の周波数特性と対向配置の周波数特性とを用い、各周波数について最大値を選択して得られた合成周波数特性を求めた結果、図１３〜図１５の特性Ｊ１〜Ｊ３を得ることができた。
【００８０】
図１３の特性Ｊ１は、２ａ／λ＝３．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ１と対向配置の特性Ｈ１に対する最大値選択によって得られたものであり、図６に示した特性Ｇ１よりさらに高い平坦性（０．３ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８１】
また、図１４の特性Ｊ２は、２ａ／λ＝４．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ２と対向配置の特性Ｈ２に対する最大値選択によって得られたものであり、図７に示した特性Ｇ２より格段に高い平坦性（０．７ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８２】
また、図１５の特性Ｊ３は、２ａ／λ＝５．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ３と対向配置の特性Ｈ３に対する最大値選択によって得られたものであり、図８に示した特性Ｇ３より格段に高い平坦性（１ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８３】
以上の結果から、２ａ／λが３．５以下の範囲であれば、コリニア配置で２．２／２．４λ〜２．６／２．４λの周波数範囲の広帯域特性を得ることができる。
【００８４】
なお、一つのダイポール系のアンテナについてみると、その長さλ／２、一方への最大移動距離３λ／８、他方の最大移動距離３λ／８の合計５λ／４を要するので、２本分コリニア配置にした場合、５λ／２＝２．５λの長さが必要であり、これにアンテナ同士のエッジ間や結合器の壁面に対する隙間を加えると最低限３λを要する。したがって２ａ／λの下限は３となる。
【００８５】
また、コリニア配置の特性と対向配置の特性の合成で得られた周波数特性を用いる場合には、２ａ／λが３．５〜５．５の範囲で広帯域特性を得ることができる。なお、これまでの実験結果では、２ａ／λが５．５を越える範囲では、コリニア配置単独、コリニア配置と対向配置の組合せであっても十分な特性が得られていない。
【００８６】
また、ここでは７通りのアンテナ間距離と二通りのアンテナの向き（コリニア配置と対向配置）の組合せで、ディップの少ない広帯域な特性を得ていたが、アンテナ間距離の変更数は７通りに限定されない。また、アンテナ間距離の変更数を少なくして（変更しない場合も含む）、アンテナの向きを例えば対向配置からクロス配置まで所定角度ステップで変更して、複数通りの周波数特性を求め、それらから最大値を抽出した合成周波数特性を求めて測定することも可能である。
【００８７】
（放射電力測定装置の説明）
図１６は、上記測定方法に基づいた放射電力測定装置２０の全体構成を示している。
この放射電力測定装置２０は、前記した多面体結合器２１、可変整合器１３０、電力測定器１５０、被測定物の代わりに用いる基準アンテナ１６０、信号発生器１６１、基準アンテナ１６０と信号発生器１６１の間を接続する同軸ケーブル１６２、測定制御部１９０を有している。
【００８８】
この多面体結合器２１には、前記した直方体状の閉空間１２を囲む壁面１１（前後、左右、上下の６面）と、その閉空間１２内の長さ方向に沿った中心軸Ｃ上の位置Ｐ１に被測定物１および基準アンテナ１６０のほぼ放射中心位置がくるように支持する手段と、中心軸Ｃ上でその中心位置を挟んでＰ１と対称な位置Ｐ２に受信アンテナ１５の中心がくるように支持する手段とが設けられている。また、被測定物１、基準アンテナ１６０、受信アンテナ１５の出し入れができるように、閉空間１２を開閉できる構造が必要である。
【００８９】
図１６〜図１９は、その具体例を示すものであり、多面体結合器２１は、矩形箱型で上方が開口した下ケース２２と、その下ケース２２と上下対称の矩形箱型の上ケース２３とに別れた開閉式で、両ケースを閉じたときにその内部に前記直方体状の閉空間１２が形成される。
【００９０】
下ケース２２は、電波を反射する導体（例えば銅などの金属板や金属メッシュ板等）からなる矩形平板状の前板２２ａ、後板２２ｂ、左右の側板２２ｃ、２２ｄおよび底板２２ｅによって上面が開口した矩形箱型に形成されている。下ケース２２の開口部周縁には、フランジ２２ｆが延設されている。
【００９１】
一方、上ケース２３は、電波を反射する導体（例えば金属板や金属メッシュ板等）からなる矩形平板状の前板２３ａ、後板２３ｂ、左右の側板２３ｃ、２３ｄおよび上板２３ｅによって下面が開口した矩形箱型に形成されている。上ケース２３の開口部周縁には、フランジ２３ｆが延設されている。なお、ここでは両ケースとも導体板で箱状に形成していたが、合成樹脂で形成した矩形箱の内壁に金属膜を設ける構造であってもよい。
【００９２】
上ケース２３は、下ケース２２に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結されており、上ケース２３を下ケース２２に重なるように閉じてロックしたとき、図１７のように、フランジ２２ｆ、２３ｆ同士が面接触して、前板２２ａ、２３ａ、後板２２ｂ、２３ｂ、左側板２２ｃ、２３ｃ、右側板２２ｄ、２３ｄが互いに連続して、導電性をもつ６つの壁面で囲まれた直方体状の閉空間１２が形成される。
【００９３】
なお、下ケース２２と上ケース２３のフランジ２２ｆ、２３ｆには、閉じたときに互いの位置がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構（例えば図のようにガイドピン４０とそれを受け入れるガイド穴４１）が形成されている。
【００９４】
また、例えば、図１８の（ａ）のように、上ケース２３の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ４５を突設させることで、図１８の（ｂ）のように下ケース２２と合わせられたときに、その弾性リブ４５を下ケース２２の開口側の内縁全周に接触させて、フランジ２２ｆ、２３ｆの接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。
【００９５】
また、ここでは、直方体状の閉空間１２を、上下対称の下ケース２２と上ケース２３を重ねて構成しているが、閉空間１２に対応した直方体のケースで、その上面、前面、後面の少なくとも一つを開閉できる構造にしてもよい。
【００９６】
図１６、図１７、図１９に示しているように、下ケース２２の開口面上の長手方向の一端側には、前記閉空間１２内で被測定物１および基準アンテナ１６０を支持するための放射体支持部５０が設けられ、他端側には、受信アンテナ１５を支持するための受信アンテナ支持部５５が設けられている。
【００９７】
放射体支持部５０は、被測定物１および基準アンテナ１６０の放射中心が閉空間１２の長さ方向に沿った中心軸Ｃ上の所定位置Ｐ１にほぼ一致する状態を基準位置とし、それらを中心軸Ｃに沿って所定ステップで移動できる状態で支持するものであり、中心軸Ｃに沿って移動可能な支持板５１と、その支持板５１の上に放射体を固定する固定具５２と、支持板５１の下降を防ぐ基台５３および後述する位置決め機構１８０により構成されている。なお、これらの各構成部材のうち、多面体結合器２１内部に配置されたものは、電波に対する透過率が高い（比誘電率が１に近い）合成樹脂材により形成されている。
【００９８】
固定具５２は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物１や基準アンテナ１６０を支持板５１の上の所定位置に固定させる。この支持板５１の外側端部には下ケース２２の左側板２２ｃを貫通摺動する軸部５１ａが突設され、その軸部５１ａは、内壁形成体２５の外側に固定された第１の位置決め機構１８０に係合している。軸部５１ａの両側部には、ネジ止め固定用の穴を有するフランジ５１ｂ、５１ｃが突設されている。
【００９９】
第１の位置決め機構１８０は、断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５１の軸部５１ａを摺動自在に保持できるようになっており、その溝部の両側には、フランジ５１ｂ、５１ｃをネジ止めするための７組のネジ穴１８０ａ〜１８０ｇ、１８０ａ′〜１８０ｇ′が例えば前記したλ／８の間隔で設けられている。
【０１００】
そして、図１９のように、フランジ５１ｂ、５１ｃを中央のネジ穴１８０ｄ、１８０ｄ′にネジ止めしたときに、被測定物１（または基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１に固定することができる。
【０１０１】
また、フランジ５１ｂ、５１ｃをネジ穴１８０ｃ、１８０ｃ′にネジ止めすれば、被測定物１（又は基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１よりλ／８内側の位置に固定することができ、逆にフランジ５１ｂ、５１ｃを外側のネジ穴１８０ｅ、１８０ｅ′にネジ止めすれば、被測定物１（または基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１よりλ／８外側の位置に固定することができる。他の位置についても同様であり、受信アンテナに対して対称な位置を維持しながらアンテナ間距離を２×λ／８（＝λ／４）のステップで７通りに変化させることができる。
【０１０２】
なお、基準アンテナ１６０を支持する場合には、信号給電用の同軸ケーブル１６１を外部に引き出すことができるように例えば支持板５１の軸部５１ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【０１０３】
また、受信アンテナ支持部５５も放射体支持部５１と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成された支持板５６と、支持板５６の下降を防ぐ基台５７、支持板５６の上に受信アンテナ１５を固定する固定具５８および第２の位置決め機構１８１により構成されている。
【０１０４】
ここで、受信アンテナ１５は、基板１５ａに対するエッチング処理でアンテナ素子１５ｂを印刷形成されたものが一般的であり、それを固定するための固定具５８は、例えば受信アンテナ１５の特性を変化させない合成樹脂性のネジやクリップであり、受信アンテナ１５のアンテナ素子の放射中心を支持板５６の上の中心軸Ｃ上の位置に固定させる。
【０１０５】
この受信アンテナ１５を支持する支持板５６にも、その外側端部に下ケース２２の右側板２２ｄを貫通摺動する軸部５６ａが突設され、その軸部５６ａは、下ケース２２の外側に固定された第２の位置決め機構１８１に係合している。軸部５６ａの両側部には、ネジ止め固定用の穴を有するフランジ５６ｂ、５６ｃが突設されている。
【０１０６】
第２の位置決め機構１８１は第１の位置決め機構１８０と同様に断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５６の軸部５６ａを摺動自在に保持できるようになっており、その溝部の両側には、フランジ５６ｂ、５６ｃをネジ止めするための７組のネジ穴１８１ａ〜１８１ｇ、１８１ａ′〜１８１ｇ′が、例えば前記したλ／８の間隔で設けられている。
【０１０７】
そして、図１９に示しているように、フランジ５６ｂ、５６ｃを中央のネジ穴１８１ｄ、１８１ｄ′にネジ止めしたときに、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２に固定することができる。
【０１０８】
また、フランジ５６ｂ、５６ｃを内側のネジ穴１８１ｃ、１８１ｃ′にネジ止めすれば、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２よりλ／８内側の位置に固定することができ、逆にフランジ５６ｂ、５６ｃを外側のネジ穴１８１ｅ、１８１ｅ′にネジ止めすれば、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２よりλ／８外側の位置に固定することができる。他の位置についても同様であり、放射体に対して対称な位置を維持しながらアンテナ間距離を２×λ／８（＝λ／４）のステップで７通りに変化させることができる。
【０１０９】
なお、受信アンテナ１５の同軸ケーブル１６を外部に引き出すことができるように例えば支持板５６の軸部５６ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【０１１０】
なお、図１９で示したように受信アンテナ１５がダイポール系の場合や、ループ系のような平衡型の場合には、給電点に挿入したバラン１５ｃを介して不平衡型の同軸ケーブル１６に接続する。また、ダイポール型としてスリーブアンテナ等を用いることも可能である。
【０１１１】
この受信アンテナ１５で受信された信号は、同軸ケーブル１６を介して多面体結合器の外部に出力され、前記した可変結合器３０に接続される。
【０１１２】
なお、受信アンテナ１５を支持する支持板５６の位置変更に伴い同軸ケーブル１６も移動するが、同軸ケーブル１６のうち、少なくとも多面体結合器２１の外側の部分に可撓性のあるケーブルを用いることで、支持板５６の移動を妨げることなく可変整合器１３０に接続することができる。これは基準アンテナ１６０に接続する同軸ケーブル１６２についても同様である。
【０１１３】
可変整合器１３０は、前記したロンボーン式のラインストレッチャーを用いたトラップ型やデジタル移相器型のものが使用できる。なお、ラインストレッチャーを用いた可変整合器は、制御信号により線路長（Ｌ１、Ｌ２）が可変できる構造とする。
【０１１４】
可変整合器１３０の出力は電力測定器１５０に入力される。電力測定器１５０は、広帯域な電力計やスペクトラムアナライザ、周波数選択性のある受信機等が使用でき、前記したようにＬＮＡを併用してもよい。
【０１１５】
そして、測定制御部１９０は、前記した測定方法にしたがって、信号発生器１６１、電力測定器１５０の周波数設定、可変整合器１３０の制御および前記演算処理を行い、被測定物１のＴＲＰを算出する。
【０１１６】
図２０は、測定制御部１９の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて装置の動作説明をする。
【０１１７】
始めに、アンテナ位置を示す指数ｍを１としてから（Ｓ１）、測定の準備として多面体結合器２１を開いて、被測定物１と受信アンテナ１５を、７通りの位置の第ｍ番目に支持させ、多面体結合器２１を閉じる（Ｓ２）。
【０１１８】
そして、電力測定器１５０の周波数を測定周波数のいずれかにセットし、電力測定器１５０の測定値が最大となるように可変整合器１３０を制御し、そのとき測定値を記憶するという処理を、測定周波数を変更しながら行い、所望周波数範囲で、ｍ番目の位置における整合状態での周波数特性Ｆｍを求める（Ｓ３）。
【０１１９】
上記処理Ｓ３をアンテナ位置を変える毎に繰り返し行い、７通りの位置についての各周波数特性Ｆ１〜Ｆ７を求める（Ｓ４、Ｓ５）。
【０１２０】
次に、アンテナ位置を示す指数ｍを１に戻し（Ｓ６）、多面体結合器２１を開いて被測定物１に代わって基準アンテナ１６０を用い、その基準アンテナ１６０と受信アンテナ１５をｍ番目の位置に設置し、同軸ケーブル１６２を介して信号発生器１６１と接続して多面体結合器２１を閉じ、この基準アンテナ１６０を用いて、前記７通りの位置における整合状態での周波数特性Ｇ１〜Ｇ７を求める（Ｓ７〜Ｓ１０）。
【０１２１】
そして、周波数特性Ｆ１〜Ｆ７から各周波数での最大値を選択することで前記ディップの少ない特性Ｆｓを生成し（Ｓ１１）、周波数特性Ｇ１〜Ｇ７についても同様に、各周波数での最大値を選択することで前記ディップの少ない特性Ｇｓを生成する（Ｓ１２）。
【０１２２】
そして、各測定周波数について、測定で得られた特性Ｆｓの値と特性Ｇｓの値との比、および基準アンテナ１６への供給電力等の既知情報に基づいて、式（５）から、各測定周波数における放射電力を求める（Ｓ１３）。
【０１２３】
なお、ここでは、被測定物１についての測定を先に行い、基準アンテナ１６０を用いた測定を後に行っていたが、その順序は逆でもよい。
【０１２４】
また、基準アンテナ１６０を用いた測定は、最初に一度だけ（あるいは定期的に）行い、その結果をメモリ等に記憶しておき、被測定物の測定の際には、その被測定物に対する測定結果と、基準アンテナについて予め記憶しておいた結果とを用いて放射電力を求めるようにすればよい。
【０１２５】
また、上記放射電力測定装置２０では、多面体結合器２１の内部でアンテナ間距離のみを変更する構造を示したが、前記したようにアンテナの向き（コリニア配置、対向配置、クロス配置等）を変更できる機構を併用し、アンテナ間距離だけでなく、アンテナの向きを変更した状態での周波数特性を取得して、ディップの小さい合成周波数特性を得て、放射電力測定を行ってもよく、アンテナ間距離を固定とし、アンテナの向きだけを所定角度で変更して、複数の周波数特性を求め、ディップの小さい合成周波数特性を得て、放射電力測定を行ってもよい。
【０１２６】
また、上記説明では、閉空間形状が最も単純で結合器の製造コストが低くなる直方体の例を説明したが、本発明の測定原理から結合器が形成する閉空間の形状は、製造コストを下げることができる平面の組合せによって形成される多面体形状であれば任意である。
【０１２７】
例えば、図２１のように、直方体の両端に切頭四角錐を接続した１４面体の閉空間を内部に形成する多面体結合器２１′であってもよい。また図２１で直方体の両端を四角錐にすれば１２面体となる。いずれの場合も、平面の組合せによって形成される多面体形状で導体の壁面に囲まれた閉空間に被測定物１や基準アンテナ１６０等の放射体と受信アンテナ１５とを配置するので、形状が複雑な楕円球形状の閉空間を用いる場合と比べて格段に製造コストを下げることができ、しかも前記した直方体形状の場合と同様に放射電力の測定を行える。
【符号の説明】
【０１２８】
１……被測定物、１１……壁面、１２……閉空間、１５……受信アンテナ、１５ａ……基板、１５ｂ……素子、１５ｃ……バラン、１６……同軸ケーブル、２０……放射電力測定装置、２１、２１′……多面体結合器、２２……下ケース、２３……上ケース、４０……ガイドピン、４１……ガイド穴、４５……弾性リブ、５０……放射体支持部、５１……支持板、５５……受信アンテナ支持部、５６……支持板、１３０……可変整合器、１５０……電力測定器、１６０……基準アンテナ、１６１……信号発生器、１６２……同軸ケーブル、１８０、１８１……位置決め機構、１９０……測定制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型無線端末の放射電力を測定するための技術に関し、特に、導体の壁面に囲まれた閉空間を有する結合器を用い、その閉空間に配置した無線端末から閉空間に放射された電波を受信アンテナで受信して無線端末の全放射電力を測定する方法および装置において、結合器の外形および内部機構を簡易化して低コスト化、小型化し、より確実な結合状態を実現し、正確な測定を行えるようにするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス社会の到来を向かえ、ＲＦＩＤ（無線タグ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、ＢＡＮ(Ｂｏｄｙ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)関連の無線機器などの超小型無線端末の爆発的増大が予測されている。
【０００３】
これらの機器は、その寸法の制約や経済的理由から、従来の無線機のように試験用端子を持たないものが多く、機器が放射した電波を受信してその試験をしなければならない。
【０００４】
特に、上記のような小型無線端末は、他の通信への影響、人体への影響などを考慮してその放射電力が厳しく規定されており、放射電力の測定が重要な試験項目となる。
【０００５】
放射電力には、任意方向のｅｉｒｐ（等価等方放射電力）と、全空間に放射される全放射電力（ＴＲＰ）とがあるが、ｅｉｒｐは測定装置が複雑でかつ測定に長時間を要することから、ＴＲＰを扱うことが多くなってきている。
【０００６】
これまで用いられているＴＲＰの測定法としては、以下のものが知られている。
（１）供試機器を包む球面上をプローブでスキャンしメッシュ点での放射電力を測定し、これらを積算する球面スキャニング法。
（２）金属で覆った部屋の中で供試機器から放射された電波を金属羽根の回転で撹拌してランダムフィールドを発生させ、統計的手法に基づき供試機器からの全放射電力を推定する方法。
（３）金属膜で覆った角錐状の空間と電波吸収体で内部にＴＥＭ波を発生させるＧ−ＴＥＭセルと呼ばれる装置を用いる方法。
（４）複数のアンテナとそれらに接続するアイソレータと位相調整器およびそれらアレーアンテナの信号を合成する合成器等を有し、アレーの中心線上に置かれた被測定物から放射電力を測定する電磁波結合装置。
【０００７】
上記球面スキャニング法は、精度の高い測定が可能であるが、その反面、大掛かりな設備（電波無反射室、球面スキャナなど）が必要で、かつ測定に長時間を要する。
【０００８】
さらに、全空間のごく一部に放射された電波を受信して電力を求め、その総和をとるので、各測定点における受信感度が非常に小さくなり、スプリアスの測定が困難となるという問題がある。
【０００９】
一方、金属で覆った部屋の中で電波を攪拌する方法では、大型電波無反射室を必要としないという利点はあるが、人為的に発生させたランダムフィールドと理論的確率モデルとの一致性に曖昧さが残り、統計的処理に基づくので結果の不確かさが大きく、測定に長時間を要するなどの問題がある。また、スプリアス測定も球面スキャンと同様難しい。
【００１０】
また、Ｇ−ＴＥＭセルは内部電界分布の一様性の確保が難しい上、全放射電力を測定するためには、被測定物の向きを全方向に変えられるように２軸の回転台をＧ−ＴＥＭセル中に装備しなければならないという困難な問題がある。
【００１１】
これらの問題を解決する技術として本願発明者らは、楕円球状の閉空間を有する結合器を用いてアンテナの全放射電力を測定する方法を提案した（特許文献１）。
【００１２】
この測定方法は、楕円をその焦点を結ぶ軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の焦点位置に被測定物と受信アンテナを配置して、被測定物から放射された電波を壁面で反射させて受信アンテナに集中させることで、被測定物の全放射電力を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開 ＷＯ ２００９／０４１５１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の楕円球空間の結合器を用いた場合、被測定物と受信アンテナとの間の結合度が１となることが理想であるが、実際には、被測定物の大きさやサイドローブ等の影響を受けて、被測定物から放射された電波が異なる位相で焦点近傍に集合して互いに電波を弱め合うキャンセル現象が生じて、全放射電力の正確な測定に困難が生じる場合がある。
【００１５】
このような困難から逃れるために、被測定物に代わる送信基準アンテナと受信アンテナの位置を、焦点を結ぶ線に沿ってその焦点近傍の範囲で距離が変化するように連続的に移動させ、送信基準アンテナの反射係数が最小で、且つ基準アンテナから受信アンテナへの透過係数が最大となる位置を見つけ、その位置を完全結合位置として送信基準アンテナの代わりに被測定物を配置し、被測定物からの電波を受信アンテナで受信し、その時の受信レベルと、送信基準アンテナを用いたときの受信信号レベルとの比および送信基準アンテナへの供給電力から、被測定物の放射電力を求めることも考えられる。
【００１６】
しかしながら、上記技術を用いるには、基準アンテナや受信アンテナを連続的に移動させる機構を、結合器内に二組設ける必要がある。
【００１７】
そしてその移動量は最低でも測定する電波の±１波長分は必要となり、周波数が低い場合、その移動範囲も大きくなり、結合器の大きさもその分を見込んで大きくしなければならず、装置の大型化が避けられず、コストも高くなる。また、たとえ移動機構の駆動部のみを結合器の外に配置する構造を採用しても装置全体として大型化することにかわりない。
【００１８】
また、空間内でより完全な結合位置を見つけるために、二つの焦点を結ぶ軸に沿った一次元変位だけでなく、その軸方向を含む３次元の変位機構を設ける必要が生じるが、そのような複雑な３次元の変位機構を二組設けた場合、装置がさらに大型化してコストもさらに高くなってしまう。
【００１９】
また、コストを重視すると、内部空間が楕円球状の結合器は曲面の組合せを用いて形成する必要があり、平面の組合せで形成したものに比べて製造コストが必然的に高くなるという問題がある。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、結合器内に連続移動機構を設けなくても、送受信間に理想的な結合状態を実現させ、コンパクトで低コストにシステム構成できる放射電力測定方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の放射電力測定方法は、
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）に、被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間して配置し、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナ（１５）で受信し、該受信アンテナの出力信号の電力を電力測定器（１５０）によって測定することで被測定物の全放射電力を測定する放射電力測定方法であって、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に可変整合器（１３０）を挿入し、
前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定して、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項２の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
前記被測定物に対し、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第１の測定値として記憶する段階と、
信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナを前記被測定物に代えて配置した状態で、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として記憶する段階と、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項３の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項４の放射電力測定方法は、請求項２記載の放射電力測定方法において、
前記第１の測定値として、所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項５の放射電力測定方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の放射電力測定方法において、
前記多面体形状が直方体であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項６の放射電力測定装置は、
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）を有し、該閉空間に被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間した状態で支持する支持手段（５０、５５）を含み、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を前記閉空間から外部へ出力させる多面体結合器（２１）と、
前記受信アンテナの出力信号の電力を測定するための電力測定器（１５０）と、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に設けられた可変整合器（１３０）と、
前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項７の放射電力測定装置は、請求項６記載の放射電力測定装置において、
前記支持手段に前記被測定物の代わりに基準アンテナが支持されたときに該基準アンテナに前記多面体結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）を有し、
前記測定制御部は、
前記支持手段に前記被測定物が支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力を第１の測定値とし、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項８の放射電力測定装置は、請求項６記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の支持手段は、前記被測定物と前記受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項９の放射電力測定装置は、請求項７記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の前記支持手段は、前記被測定物または前記基準アンテナと前記受信アンテナの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記第１の測定値として、前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１０の放射電力測定装置は、請求項６〜９のいずれかに記載の放射電力測定装置において、
前記多面体結合器の閉空間の多面体形状が直方体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
このように、本発明の放射電力測定方法および装置では、可変整合器を用いて被測定物を多面体結合器にセットした状態で受信電力が最大となるように整合させたときに得られた測定値に基づいて被測定物の全放射電力を算出している。
【００３２】
この測定原理は、多面体結合器と可変整合器をそれぞれ無損失の４端子網とし、カスケード回路の出力が電力測定器の入力インピーダンスで終端される等価回路を想定した演算によって導かれることであり、多面体結合器の出力側で整合をとれば、系全体の反射係数が０で、透過係数が１、つまり完全結合状態が実現できるという知見に基づくものであって、送受信間にほぼ理想的な高い結合状態を実現させ、被測定物の放射電力を正確に求めることができる。
【００３３】
また、結合調整のために放射体や受信アンテナの位置を連続的に動かす必要がないので、コンパクトで低コストにシステム構成できる。
【００３４】
また、平面の組合せによって形成される多面体形状で導体の壁面に囲まれた閉空間に被測定物等の放射体と受信アンテナとを配置するので、形状が複雑な楕円球形状の閉空間を用いる場合と比べて格段に製造コストを下げることができ、さらに低コスト化することができる。
【００３５】
なお、楕円球形状の閉空間を用い、その二つの焦点の近傍位置に被測定物等の放射体と受信アンテナを配置した場合には、一方の焦点から壁面を経て他方の焦点に至る壁面反射経路の長さがどの反射位置についても等しいことに起因して放射体から受信アンテナへの電力伝送が効率的に行われるので、整合器を用いない場合であっても結合器としての周波数に対する透過係数の落ち込み周期が比較的長く、広帯域な特性が得られる。これに対し、直方体などの多面体では、上記楕円球のような反射経路の等長性は得られないので、結合器としての周波数に対する透過係数は複雑に変化し、且つ落ち込み周期が短くなるが、本発明のように、多面体結合器と電力測定器の間に挿入した整合器により受信電力最大となるようにすることで、実用的な帯域でほぼ完全結合を得ることができる。
【００３６】
また、被測定物に代えて基準アンテナを結合器にセットした状態で受信電力が最大となるように整合させたときに得られた測定値を求めて、被測定物の全放射電力を算出するものでは、基準アンテナについて得られた測定値で校正された正確な測定が行える。
【００３７】
また、ある周波数範囲における全放射電力を求める場合には、アンテナ間距離または放射体と受信アンテナの向き、あるいはアンテナ間距離と向きの組合せを複数通り設定し、それらの各配置についての整合状態における測定電力からなる周波数特性を求め、その複数の特性から同一周波数についてのデータのうちの最大値を選択して計算に用いるものでは、落ち込み（ディップ）の影響を減らすことができ、広い周波数範囲で正確な測定が行える。
【００３８】
また、閉空間の多面体形状が直方体であるものは、その簡易な形状によりその製造コストを最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の測定方法を説明するための図
【図２】本発明の測定方法を説明するための図
【図３】トラップ型の可変整合器の構成例を示す図
【図４】デジタル移相型の可変整合器の構成例を示す図
【図５】Ｌ型の可変整合器を用いたときの整合条件を説明するための図
【図６】コリニア配置で２ａ／λ＝３．５の場合の透過率の周波数特性図
【図７】コリニア配置で２ａ／λ＝４．５の場合の透過率の周波数特性図
【図８】コリニア配置で２ａ／λ＝５．５の場合の透過率の周波数特性図
【図９】対向配置の場合の構成例を示す図
【図１０】対向配置で２ａ／λ＝３．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１１】対向配置で２ａ／λ＝４．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１２】対向配置で２ａ／λ＝５．５の場合の透過率の周波数特性図
【図１３】２ａ／λ＝３．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１４】２ａ／λ＝４．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１５】２ａ／λ＝５．５の場合でコリニア配置と対向配置の特性の組合せで得られた特性図
【図１６】放射電力測定装置の実施形態の全体構成図
【図１７】要部の内部構造を示す図
【図１８】要部の内部構造を示す図
【図１９】要部の内部構造を示す図
【図２０】実施形態の動作を説明するためのフローチャート図
【図２１】多面体結合器の他の形状例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（測定方法）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の測定方法の原理を説明するための図である。
【００４１】
図１の（ａ）は、被測定物１をセットして測定する場合のシステム構成であり、平面の組合せによって形成される多面体形状（この例では、最も単純で製造が容易な直方体とする）で、導体の壁面１１で囲まれた閉空間１２を有する多面体結合器２１の中で、その長さ方向に沿った中心線Ｃ上の第１の位置Ｐ１に被測定物１の電波の放射中心をほぼ一致させ、被測定物１からその周囲に放射された電波を壁面１１で反射させて中心線Ｃ上で第１の位置Ｐ１が離間した第２の位置Ｐ２に配置した受信アンテナ１５で受信する。
【００４２】
この受信アンテナ１５の出力信号は、多面体結合器２１の外部に出力され、可変整合器１３０を介して電力測定器１５０に入力される。
【００４３】
ここで、多面体結合器２１と可変整合器１３０を図２のようにＳパラメータで表される４端子網回路２１′、１３０′と置き換え、その出力を電力測定器１５０の入力インピーダンスＺＬで終端する回路を考える。
【００４４】
この二つの４端子網回路がカスケード接続された回路全体のＳパラメータを用いたＳ行列は、以下のように表される（途中計算は省略）。
【００４５】
【数１】
【００４６】
ここで、系が無損失と仮定すれば、｜Ｓ１１｜＝｜Ｓ２２｜、｜Ｓ１１｜２＋｜Ｓ２１｜２＝１が成立するので、出力側で整合をとれば、Ｓ１１＝Ｓ２２＝０、｜Ｓ２１｜＝｜Ｓ１２｜＝１が成立する。この状態は、系全体でみて、入力側の反射係数が０、入出力間の透過係数が１の完全結合状態を表している。そして出力側で整合をとるということは、可変整合器１３０を調整して、電力測定器１５０に入力される信号電力を最大にすることにほかならない。
【００４７】
図１の（ａ）のシステムの場合で、被測定物１の放射電力Ｐｔと受信信号電力Ｐｒとの関係は、次式で表される。
【００４８】
Ｐｒ＝Ｐｔ・Ｋ（１―｜Ｓ１１｜２） ……（２）
ただし、Ｋは結合係数である
【００４９】
そして、整合をとるとＳ１１＝０となるから、以下のようになる。
Ｐｒ＝Ｐｔ・Ｋ ……（３）
【００５０】
一方、図１の（ｂ）のように被測定物１の代わりに基準アンテナ１６０を配置し、信号発生器１６１から基準アンテナ１６０に所定電力Ｐｓを供給した状態で前記同様に整合を取ったとき、基準アンテナの放射電力Ｐｔ′と受信信号電力Ｐｒ′との関係は、次式で表される。なお、基準アンテナ１６０に供給される電力Ｐｓは、信号発生器１６１の出力電力からケーブルロスを減じたものであり既知である。
【００５１】
Ｐｒ′＝Ｐｔ′・Ｋ＝Ｐｓ・η・Ｋ ……（４）
ただし、ηは基準アンテナの放射係数（既知とする）
【００５２】
上記式でＫを消去すれば、被測定物の放射電力Ｐｔは、次のように表される。
Ｐｔ＝Ｐｓ・η・Ｐｒ／Ｐｒ′ ……（５）
【００５３】
式（５）で、Ｐｓ、ηはともに既知、Ｐｒ／Ｐｒ′は整合状態で測定された最大電力値の比であるから、式（５）の右辺を計算して、被測定物の放射電力Ｐｔを求めることができる。
【００５４】
なお、上記説明では被測定物１についての測定を行ってから基準アンテナ１６０についての測定を行っていたが、その順序は逆でもよい。また基準アンテナ１６０についての測定は被測定物の測定毎に毎回行う必要はなく、その測定結果を記憶しておき、被測定物を測定して得られたデータとその記憶されたデータとから被測定物の放射電力Ｐｔを求めればよい。
【００５５】
上記測定方法を用いれば、簡単に且つ確実に被測定物の放射電力を求めることができ、しかも被測定物１、基準アンテナ１６０、受信アンテナ１５を、結合調整のために連続移動させたり、３次元方向の移動機構も不要である。
【００５６】
また、平面の組合せで形成された多面体形状の閉空間を有する多面体結合器２１を用いているため、楕円球形状の結合器より容易に製造でき、その製造コストを格段に下げることができる。
【００５７】
したがって、装置が大型化することがなく、コンパクトで低コストにシステム構成できる。
【００５８】
なお、可変整合器１３０としては、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、平行線路（主線路）の中間や両端にスタブを設けたトラップ式のものや、図４に示すように、ＰＩＮダイオードへの順方向電流の供給によってオンする移相ローデッドライン型移相器とハイブリッド型移相器とを組合せ、入力信号を、π、π／２、π／４、π／８またはそれらの組合せの量だけ移相して出力するデジタル移相器を用いたもの等が採用できる。
【００５９】
上記図３のトラップ式整合器には、（ａ）のＬ型、（ｂ）のＴ型、（ｃ）のπ型があり、図中のＬ１とＬ２の長さをそれぞれ可変することでインピーダンス変換を行って、入力と出力の間の整合をとる。この方式のうち特に（ａ）は広帯域な特性を持っており、この用途に最適である。なお、線路長の可変は例えばトロンボーン機構のラインストレッチャーを用いることで実現できる。
【００６０】
例えば、前記Ｌ型の可変整合器の場合、長さＬ１の部分と長さＬ２の部分にそれぞれラインストレッチャーを用いるが、整合点はＬ１＝０〜λ／２、Ｌ２＝０〜λ／４の範囲の中で１点だけ存在するため、制御が容易である。
【００６１】
上記のデジタル移相器は、ＰＩＮダイオードのオンオフで位相を変化させることができるので、高速の位相制御を行うことができるが、挿入損失が大きく、また使用周波数範囲が限られる。これに対し、ラインストレッチャーは、制御速度は遅いが、挿入損失が小さく、使用周波数範囲も広いという特徴を有し、測定装置の移相器には好適である。
【００６２】
なお、図５に示す条件で、結合器内のＳ行列Ｓｃを電磁界シミュレータで求め、回路計算によりＬ型の整合器のＳマトリクスＳｍを合成して、得られた整合条件は、結合器の出力側の反射係数をＳc２２（複素数）とし、ａｒｇ（Ｓc２２）をＳc２２の位相角とすると、次のようになる。
【００６３】
Ｌ１／λ
＝（１／４π）［cos−１（−｜Ｓc２２｜）＋ａｒｇ（Ｓc２２）］
Ｌ２／λ
＝（１／２π）tan−１［（１−｜Ｓc２２｜２）１／２／２｜Ｓc２２｜］
【００６４】
また、上記Ｌ型の可変整合器をデジタル的に制御する場合、各長さＬ１、Ｌ２を最初は粗く可変して、電力が大きくなる長さを大まかに探し、そのあとに、細かいステップで長さを可変して、最大電力に追い込むことになる。また、このような離散的な制御の場合、真の最大値電力に達しない場合があるが、その場合には複数の測定点から内挿法によって真の最大電力を求めればよい。このような内挿法を用いる場合でシミュレーションした結果、測定点の粗さ（Ｌ１、Ｌ２の可変ステップ）は、１／４０波長程度でよいことが確かめられているので、上記のような機械的な可変整合器を用いた場合でも、短時間に整合させることができる。
【００６５】
上記したように、被測定物１と基準アンテナ１６についてそれぞれ可変整合器１３０によって電力最大となるように設定し、その最大電力の比を求めることで被測定物１の放射電力を算出することが可能である。
【００６６】
上記説明は、周波数を固定した場合で説明しているが、被測定物１が出力する信号の周波数毎の放射電力を求める必要がある場合には、電力測定器１５０で測定周波数を可変して、上記整合処理を行うことになる。
【００６７】
その場合、多面体結合器２１の形状、電波の周波数等の関係によって、特定周波数で多面体結合器２１の透過率が極端に低下（ディップする）ことがある。
【００６８】
したがって、その場合には、被測定物１や基準アンテナ１６０と、受信アンテナ１５との距離（以下、アンテナ間距離と言う）を変えて、上記特定周波数でディップが起きない状態で同様の測定を行い、その特定周波数における放射電力を求めて、データを補うようにすればよい。またアンテナ間距離以外にアンテナの向き（例えばダイポール系のアンテナ同士であれば、両アンテナのエレメントが一直線上に並び直接結合しないコリニア配置、両アンテナのエレメントが平行に並び直接結合する対向配置、両アンテナのエレメントが中心部で直交交差して直接結合しないクロス配置等）を複数通り変えて周波数特性を求め、特定周波数のデータを補うことも可能であり、アンテナ間距離と向きとの組合せで複数通りの周波数特性を求め、特定周波数のデータを補うことも可能である。
【００６９】
ここで、アンテナ間距離を複数通りに変化させる機構が必要となるが、この機構は、単にアンテナの位置をアンテナ間距離が変化する方向に所定距離ずらして固定する機構でよく、連続移動機構は必要ない。また、アンテナの向きはアンテナの支持角度を９０度変更できる機構であればよい。
【００７０】
図６のＧ１は、中心波長λ＝１２５ｍｍ）に対して、多面体結合器２１の直方体閉空間の長さ２ａ＝３．５λ＝４３８ｍｍ、高さ２ｂ＝２ａ√（１−ｅ２）＝３７９．４ｍｍ、奥行き２ｃ＝２ｂ、アンテナ間距離２ｄ＝３５０．４ｍｍのときに、両アンテナの位置を基準位置Ｐ１、Ｐ２からλ／８ステップで−３λ／８〜＋３λ／８まで７通りに対称変化させ、各アンテナ間距離で周波数毎に受信電力が最大となるように整合をとることによって得られた透過係数Ｓ２１の７通りの周波数特性のデータから、各周波数についての最大値を選択して得た合成周波数特性である。この場合、両方のアンテナの位置がλ／８ステップで対称変化するので、アンテナ間距離はλ／４ずつ変化することになる。
【００７１】
なお、上記結合器２１の閉空間の長さ、高さ、奥行きの寸法は、長軸長２ａ、離心率ｅ＝０．５の楕円を、長軸を中心に回転させて得られる楕円球の長さ、高さ、奥行きに一致させたものである。また、被測定物のアンテナと受信アンテナはその長さ方向が中心線Ｃに一致するコリニア配置で、結合器２１の中心に対して対称に位置にあり、アンテナは中心周波数２．４ＧＨｚの半波長ダイポール系とする。また、直方体状の閉空間１２は銅板で囲まれて形成されているものとする。
【００７２】
実際に測定を行う場合には、アンテナ間距離が異なる複数組（前記では７組）の測定を全周波数範囲で行って、その互いのディップ領域のデータについて補い合う場合と、一組の測定を全周波数範囲について行い、そのディップ領域についてだけアンテナ間距離が異なる測定を行い、ディップ領域のデータを補う方法であってもよい。
【００７３】
この合成周波数特性Ｇ１を見ると、２．２〜２．６ＧＨｚの範囲で、４点の浅いディップが残っているが、全体的にみればその落ち込みは１ｄＢ以内に収まり、これらのディップ点を除けば０．５ｄＢ以内に収まっており、楕円球の結合器に比べて極めて簡易な構造の結合器であっても、携帯端末が使用する周波数範囲で極めて高い結合度が得られていることが判る。
【００７４】
なお、種々の実験から、前記した直方体形状の閉空間をもつ結合器２１の場合で、その長さ方向に沿った中心軸Ｃ上に放射体（被測定物または基準アンテナ）と受信アンテナ１５を対称に配置した場合、閉空間の長さ２ａと中心波長λとの比２ａ／λが３．５を越えて大きくなるにつれて、上記合成周波数特性の平坦性が失われることが確認されている（長さ２ａに対し、高さ２ｂおよび幅２ｃは上記関係を満たしているものとする）。
【００７５】
例として、上記同様のコリニア配置で、２ａ／λ＝４．５の場合の合成周波数特性は図７のＧ２となり、上記した周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、１ｄＢを越える複数のディップを含む多数のディップが残っている。
【００７６】
また、上記同様のコリニア配置で、２ａ／λ＝５．５の場合の合成周波数特性は図８のＧ３となり、上記した周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、さらに大きな２ｄＢ越える複数のディップを含む多数のディップが残っており、図６に示した２ａ／λ＝３．５の特性Ｇ１のような広帯域性は失われている。
【００７７】
また、図６〜８の特性Ｇ１〜Ｇ３は、送信側と受信側のアンテナをダイポール系としその長さ方向が、多面体結合器２１の長手方向に沿った中心軸Ｃに一致するコリニア配置で理論上アンテナ同士が直接結合しない配置であったが、図９のように、送信側と受信側のダイポール系のアンテナ同士が平行に対向する対向配置の場合の測定結果を、図１０〜図１２に示す。
【００７８】
図１０は、対向配置で２ａ／λ＝３．５の場合の合成周波数特性Ｈ１を示し、図１１は、対向配置で２ａ／λ＝４．５の場合の合成周波数特性Ｈ２を示し、図１２は、対向配置で２ａ／λ＝５．５の場合の合成周波数特性Ｈ３を示しているが、いずれの場合も周波数範囲２．２〜２．６ＧＨｚで、２ｄＢを越える大きなディップが残っており、広帯域性は失われている。
【００７９】
そこで、コリニア配置の周波数特性と対向配置の周波数特性とを用い、各周波数について最大値を選択して得られた合成周波数特性を求めた結果、図１３〜図１５の特性Ｊ１〜Ｊ３を得ることができた。
【００８０】
図１３の特性Ｊ１は、２ａ／λ＝３．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ１と対向配置の特性Ｈ１に対する最大値選択によって得られたものであり、図６に示した特性Ｇ１よりさらに高い平坦性（０．３ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８１】
また、図１４の特性Ｊ２は、２ａ／λ＝４．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ２と対向配置の特性Ｈ２に対する最大値選択によって得られたものであり、図７に示した特性Ｇ２より格段に高い平坦性（０．７ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８２】
また、図１５の特性Ｊ３は、２ａ／λ＝５．５の場合でコリニア配置の特性Ｇ３と対向配置の特性Ｈ３に対する最大値選択によって得られたものであり、図８に示した特性Ｇ３より格段に高い平坦性（１ｄＢ以下）を持つ特性に改善されている。
【００８３】
以上の結果から、２ａ／λが３．５以下の範囲であれば、コリニア配置で２．２／２．４λ〜２．６／２．４λの周波数範囲の広帯域特性を得ることができる。
【００８４】
なお、一つのダイポール系のアンテナについてみると、その長さλ／２、一方への最大移動距離３λ／８、他方の最大移動距離３λ／８の合計５λ／４を要するので、２本分コリニア配置にした場合、５λ／２＝２．５λの長さが必要であり、これにアンテナ同士のエッジ間や結合器の壁面に対する隙間を加えると最低限３λを要する。したがって２ａ／λの下限は３となる。
【００８５】
また、コリニア配置の特性と対向配置の特性の合成で得られた周波数特性を用いる場合には、２ａ／λが３．５〜５．５の範囲で広帯域特性を得ることができる。なお、これまでの実験結果では、２ａ／λが５．５を越える範囲では、コリニア配置単独、コリニア配置と対向配置の組合せであっても十分な特性が得られていない。
【００８６】
また、ここでは７通りのアンテナ間距離と二通りのアンテナの向き（コリニア配置と対向配置）の組合せで、ディップの少ない広帯域な特性を得ていたが、アンテナ間距離の変更数は７通りに限定されない。また、アンテナ間距離の変更数を少なくして（変更しない場合も含む）、アンテナの向きを例えば対向配置からクロス配置まで所定角度ステップで変更して、複数通りの周波数特性を求め、それらから最大値を抽出した合成周波数特性を求めて測定することも可能である。
【００８７】
（放射電力測定装置の説明）
図１６は、上記測定方法に基づいた放射電力測定装置２０の全体構成を示している。
この放射電力測定装置２０は、前記した多面体結合器２１、可変整合器１３０、電力測定器１５０、被測定物の代わりに用いる基準アンテナ１６０、信号発生器１６１、基準アンテナ１６０と信号発生器１６１の間を接続する同軸ケーブル１６２、測定制御部１９０を有している。
【００８８】
この多面体結合器２１には、前記した直方体状の閉空間１２を囲む壁面１１（前後、左右、上下の６面）と、その閉空間１２内の長さ方向に沿った中心軸Ｃ上の位置Ｐ１に被測定物１および基準アンテナ１６０のほぼ放射中心位置がくるように支持する手段と、中心軸Ｃ上でその中心位置を挟んでＰ１と対称な位置Ｐ２に受信アンテナ１５の中心がくるように支持する手段とが設けられている。また、被測定物１、基準アンテナ１６０、受信アンテナ１５の出し入れができるように、閉空間１２を開閉できる構造が必要である。
【００８９】
図１６〜図１９は、その具体例を示すものであり、多面体結合器２１は、矩形箱型で上方が開口した下ケース２２と、その下ケース２２と上下対称の矩形箱型の上ケース２３とに別れた開閉式で、両ケースを閉じたときにその内部に前記直方体状の閉空間１２が形成される。
【００９０】
下ケース２２は、電波を反射する導体（例えば銅などの金属板や金属メッシュ板等）からなる矩形平板状の前板２２ａ、後板２２ｂ、左右の側板２２ｃ、２２ｄおよび底板２２ｅによって上面が開口した矩形箱型に形成されている。下ケース２２の開口部周縁には、フランジ２２ｆが延設されている。
【００９１】
一方、上ケース２３は、電波を反射する導体（例えば金属板や金属メッシュ板等）からなる矩形平板状の前板２３ａ、後板２３ｂ、左右の側板２３ｃ、２３ｄおよび上板２３ｅによって下面が開口した矩形箱型に形成されている。上ケース２３の開口部周縁には、フランジ２３ｆが延設されている。なお、ここでは両ケースとも導体板で箱状に形成していたが、合成樹脂で形成した矩形箱の内壁に金属膜を設ける構造であってもよい。
【００９２】
上ケース２３は、下ケース２２に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結されており、上ケース２３を下ケース２２に重なるように閉じてロックしたとき、図１７のように、フランジ２２ｆ、２３ｆ同士が面接触して、前板２２ａ、２３ａ、後板２２ｂ、２３ｂ、左側板２２ｃ、２３ｃ、右側板２２ｄ、２３ｄが互いに連続して、導電性をもつ６つの壁面で囲まれた直方体状の閉空間１２が形成される。
【００９３】
なお、下ケース２２と上ケース２３のフランジ２２ｆ、２３ｆには、閉じたときに互いの位置がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構（例えば図のようにガイドピン４０とそれを受け入れるガイド穴４１）が形成されている。
【００９４】
また、例えば、図１８の（ａ）のように、上ケース２３の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ４５を突設させることで、図１８の（ｂ）のように下ケース２２と合わせられたときに、その弾性リブ４５を下ケース２２の開口側の内縁全周に接触させて、フランジ２２ｆ、２３ｆの接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。
【００９５】
また、ここでは、直方体状の閉空間１２を、上下対称の下ケース２２と上ケース２３を重ねて構成しているが、閉空間１２に対応した直方体のケースで、その上面、前面、後面の少なくとも一つを開閉できる構造にしてもよい。
【００９６】
図１６、図１７、図１９に示しているように、下ケース２２の開口面上の長手方向の一端側には、前記閉空間１２内で被測定物１および基準アンテナ１６０を支持するための放射体支持部５０が設けられ、他端側には、受信アンテナ１５を支持するための受信アンテナ支持部５５が設けられている。
【００９７】
放射体支持部５０は、被測定物１および基準アンテナ１６０の放射中心が閉空間１２の長さ方向に沿った中心軸Ｃ上の所定位置Ｐ１にほぼ一致する状態を基準位置とし、それらを中心軸Ｃに沿って所定ステップで移動できる状態で支持するものであり、中心軸Ｃに沿って移動可能な支持板５１と、その支持板５１の上に放射体を固定する固定具５２と、支持板５１の下降を防ぐ基台５３および後述する位置決め機構１８０により構成されている。なお、これらの各構成部材のうち、多面体結合器２１内部に配置されたものは、電波に対する透過率が高い（比誘電率が１に近い）合成樹脂材により形成されている。
【００９８】
固定具５２は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物１や基準アンテナ１６０を支持板５１の上の所定位置に固定させる。この支持板５１の外側端部には下ケース２２の左側板２２ｃを貫通摺動する軸部５１ａが突設され、その軸部５１ａは、内壁形成体２５の外側に固定された第１の位置決め機構１８０に係合している。軸部５１ａの両側部には、ネジ止め固定用の穴を有するフランジ５１ｂ、５１ｃが突設されている。
【００９９】
第１の位置決め機構１８０は、断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５１の軸部５１ａを摺動自在に保持できるようになっており、その溝部の両側には、フランジ５１ｂ、５１ｃをネジ止めするための７組のネジ穴１８０ａ〜１８０ｇ、１８０ａ′〜１８０ｇ′が例えば前記したλ／８の間隔で設けられている。
【０１００】
そして、図１９のように、フランジ５１ｂ、５１ｃを中央のネジ穴１８０ｄ、１８０ｄ′にネジ止めしたときに、被測定物１（または基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１に固定することができる。
【０１０１】
また、フランジ５１ｂ、５１ｃをネジ穴１８０ｃ、１８０ｃ′にネジ止めすれば、被測定物１（又は基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１よりλ／８内側の位置に固定することができ、逆にフランジ５１ｂ、５１ｃを外側のネジ穴１８０ｅ、１８０ｅ′にネジ止めすれば、被測定物１（または基準アンテナ１６０）を基準位置Ｐ１よりλ／８外側の位置に固定することができる。他の位置についても同様であり、受信アンテナに対して対称な位置を維持しながらアンテナ間距離を２×λ／８（＝λ／４）のステップで７通りに変化させることができる。
【０１０２】
なお、基準アンテナ１６０を支持する場合には、信号給電用の同軸ケーブル１６１を外部に引き出すことができるように例えば支持板５１の軸部５１ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【０１０３】
また、受信アンテナ支持部５５も放射体支持部５１と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成された支持板５６と、支持板５６の下降を防ぐ基台５７、支持板５６の上に受信アンテナ１５を固定する固定具５８および第２の位置決め機構１８１により構成されている。
【０１０４】
ここで、受信アンテナ１５は、基板１５ａに対するエッチング処理でアンテナ素子１５ｂを印刷形成されたものが一般的であり、それを固定するための固定具５８は、例えば受信アンテナ１５の特性を変化させない合成樹脂性のネジやクリップであり、受信アンテナ１５のアンテナ素子の放射中心を支持板５６の上の中心軸Ｃ上の位置に固定させる。
【０１０５】
この受信アンテナ１５を支持する支持板５６にも、その外側端部に下ケース２２の右側板２２ｄを貫通摺動する軸部５６ａが突設され、その軸部５６ａは、下ケース２２の外側に固定された第２の位置決め機構１８１に係合している。軸部５６ａの両側部には、ネジ止め固定用の穴を有するフランジ５６ｂ、５６ｃが突設されている。
【０１０６】
第２の位置決め機構１８１は第１の位置決め機構１８０と同様に断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５６の軸部５６ａを摺動自在に保持できるようになっており、その溝部の両側には、フランジ５６ｂ、５６ｃをネジ止めするための７組のネジ穴１８１ａ〜１８１ｇ、１８１ａ′〜１８１ｇ′が、例えば前記したλ／８の間隔で設けられている。
【０１０７】
そして、図１９に示しているように、フランジ５６ｂ、５６ｃを中央のネジ穴１８１ｄ、１８１ｄ′にネジ止めしたときに、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２に固定することができる。
【０１０８】
また、フランジ５６ｂ、５６ｃを内側のネジ穴１８１ｃ、１８１ｃ′にネジ止めすれば、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２よりλ／８内側の位置に固定することができ、逆にフランジ５６ｂ、５６ｃを外側のネジ穴１８１ｅ、１８１ｅ′にネジ止めすれば、受信アンテナ１５を基準位置Ｐ２よりλ／８外側の位置に固定することができる。他の位置についても同様であり、放射体に対して対称な位置を維持しながらアンテナ間距離を２×λ／８（＝λ／４）のステップで７通りに変化させることができる。
【０１０９】
なお、受信アンテナ１５の同軸ケーブル１６を外部に引き出すことができるように例えば支持板５６の軸部５６ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【０１１０】
なお、図１９で示したように受信アンテナ１５がダイポール系の場合や、ループ系のような平衡型の場合には、給電点に挿入したバラン１５ｃを介して不平衡型の同軸ケーブル１６に接続する。また、ダイポール型としてスリーブアンテナ等を用いることも可能である。
【０１１１】
この受信アンテナ１５で受信された信号は、同軸ケーブル１６を介して多面体結合器の外部に出力され、前記した可変結合器３０に接続される。
【０１１２】
なお、受信アンテナ１５を支持する支持板５６の位置変更に伴い同軸ケーブル１６も移動するが、同軸ケーブル１６のうち、少なくとも多面体結合器２１の外側の部分に可撓性のあるケーブルを用いることで、支持板５６の移動を妨げることなく可変整合器１３０に接続することができる。これは基準アンテナ１６０に接続する同軸ケーブル１６２についても同様である。
【０１１３】
可変整合器１３０は、前記したロンボーン式のラインストレッチャーを用いたトラップ型やデジタル移相器型のものが使用できる。なお、ラインストレッチャーを用いた可変整合器は、制御信号により線路長（Ｌ１、Ｌ２）が可変できる構造とする。
【０１１４】
可変整合器１３０の出力は電力測定器１５０に入力される。電力測定器１５０は、広帯域な電力計やスペクトラムアナライザ、周波数選択性のある受信機等が使用でき、前記したようにＬＮＡを併用してもよい。
【０１１５】
そして、測定制御部１９０は、前記した測定方法にしたがって、信号発生器１６１、電力測定器１５０の周波数設定、可変整合器１３０の制御および前記演算処理を行い、被測定物１のＴＲＰを算出する。
【０１１６】
図２０は、測定制御部１９の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて装置の動作説明をする。
【０１１７】
始めに、アンテナ位置を示す指数ｍを１としてから（Ｓ１）、測定の準備として多面体結合器２１を開いて、被測定物１と受信アンテナ１５を、７通りの位置の第ｍ番目に支持させ、多面体結合器２１を閉じる（Ｓ２）。
【０１１８】
そして、電力測定器１５０の周波数を測定周波数のいずれかにセットし、電力測定器１５０の測定値が最大となるように可変整合器１３０を制御し、そのとき測定値を記憶するという処理を、測定周波数を変更しながら行い、所望周波数範囲で、ｍ番目の位置における整合状態での周波数特性Ｆｍを求める（Ｓ３）。
【０１１９】
上記処理Ｓ３をアンテナ位置を変える毎に繰り返し行い、７通りの位置についての各周波数特性Ｆ１〜Ｆ７を求める（Ｓ４、Ｓ５）。
【０１２０】
次に、アンテナ位置を示す指数ｍを１に戻し（Ｓ６）、多面体結合器２１を開いて被測定物１に代わって基準アンテナ１６０を用い、その基準アンテナ１６０と受信アンテナ１５をｍ番目の位置に設置し、同軸ケーブル１６２を介して信号発生器１６１と接続して多面体結合器２１を閉じ、この基準アンテナ１６０を用いて、前記７通りの位置における整合状態での周波数特性Ｇ１〜Ｇ７を求める（Ｓ７〜Ｓ１０）。
【０１２１】
そして、周波数特性Ｆ１〜Ｆ７から各周波数での最大値を選択することで前記ディップの少ない特性Ｆｓを生成し（Ｓ１１）、周波数特性Ｇ１〜Ｇ７についても同様に、各周波数での最大値を選択することで前記ディップの少ない特性Ｇｓを生成する（Ｓ１２）。
【０１２２】
そして、各測定周波数について、測定で得られた特性Ｆｓの値と特性Ｇｓの値との比、および基準アンテナ１６への供給電力等の既知情報に基づいて、式（５）から、各測定周波数における放射電力を求める（Ｓ１３）。
【０１２３】
なお、ここでは、被測定物１についての測定を先に行い、基準アンテナ１６０を用いた測定を後に行っていたが、その順序は逆でもよい。
【０１２４】
また、基準アンテナ１６０を用いた測定は、最初に一度だけ（あるいは定期的に）行い、その結果をメモリ等に記憶しておき、被測定物の測定の際には、その被測定物に対する測定結果と、基準アンテナについて予め記憶しておいた結果とを用いて放射電力を求めるようにすればよい。
【０１２５】
また、上記放射電力測定装置２０では、多面体結合器２１の内部でアンテナ間距離のみを変更する構造を示したが、前記したようにアンテナの向き（コリニア配置、対向配置、クロス配置等）を変更できる機構を併用し、アンテナ間距離だけでなく、アンテナの向きを変更した状態での周波数特性を取得して、ディップの小さい合成周波数特性を得て、放射電力測定を行ってもよく、アンテナ間距離を固定とし、アンテナの向きだけを所定角度で変更して、複数の周波数特性を求め、ディップの小さい合成周波数特性を得て、放射電力測定を行ってもよい。
【０１２６】
また、上記説明では、閉空間形状が最も単純で結合器の製造コストが低くなる直方体の例を説明したが、本発明の測定原理から結合器が形成する閉空間の形状は、製造コストを下げることができる平面の組合せによって形成される多面体形状であれば任意である。
【０１２７】
例えば、図２１のように、直方体の両端に切頭四角錐を接続した１４面体の閉空間を内部に形成する多面体結合器２１′であってもよい。また図２１で直方体の両端を四角錐にすれば１２面体となる。いずれの場合も、平面の組合せによって形成される多面体形状で導体の壁面に囲まれた閉空間に被測定物１や基準アンテナ１６０等の放射体と受信アンテナ１５とを配置するので、形状が複雑な楕円球形状の閉空間を用いる場合と比べて格段に製造コストを下げることができ、しかも前記した直方体形状の場合と同様に放射電力の測定を行える。
【符号の説明】
【０１２８】
１……被測定物、１１……壁面、１２……閉空間、１５……受信アンテナ、１５ａ……基板、１５ｂ……素子、１５ｃ……バラン、１６……同軸ケーブル、２０……放射電力測定装置、２１、２１′……多面体結合器、２２……下ケース、２３……上ケース、４０……ガイドピン、４１……ガイド穴、４５……弾性リブ、５０……放射体支持部、５１……支持板、５５……受信アンテナ支持部、５６……支持板、１３０……可変整合器、１５０……電力測定器、１６０……基準アンテナ、１６１……信号発生器、１６２……同軸ケーブル、１８０、１８１……位置決め機構、１９０……測定制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）に、被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間して配置し、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナ（１５）で受信し、該受信アンテナの出力信号の電力を電力測定器（１５０）によって測定することで被測定物の全放射電力を測定する放射電力測定方法であって、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に可変整合器（１３０）を挿入し、
前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定して、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする放射電力測定方法。
【請求項２】
前記被測定物に対し、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第１の測定値として記憶する段階と、
信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナを前記被測定物に代えて配置した状態で、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として記憶する段階と、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
【請求項３】
所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
【請求項４】
前記第１の測定値として、所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項２記載の放射電力測定方法。
【請求項５】
前記多面体形状が直方体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放射電力測定方法。
【請求項６】
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）を有し、該閉空間に被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間した状態で支持する支持手段（５０、５５）を含み、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を前記閉空間から外部へ出力させる多面体結合器（２１）と、
前記受信アンテナの出力信号の電力を測定するための電力測定器（１５０）と、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に設けられた可変整合器（１３０）と、
前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする放射電力測定装置。
【請求項７】
前記支持手段に前記被測定物の代わりに基準アンテナが支持されたときに該基準アンテナに前記多面体結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）を有し、
前記測定制御部は、
前記支持手段に前記被測定物が支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力を第１の測定値とし、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする請求項６記載の放射電力測定装置。
【請求項８】
前記多面体結合器の支持手段は、前記被測定物と前記受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項６記載の放射電力測定装置。
【請求項９】
前記多面体結合器の前記支持手段は、前記被測定物または前記基準アンテナと前記受信アンテナの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記第１の測定値として、前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項７記載の放射電力測定装置。
【請求項１０】
前記多面体結合器の閉空間の多面体形状が直方体であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の放射電力測定装置。
【請求項１】
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）に、被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間して配置し、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナ（１５）で受信し、該受信アンテナの出力信号の電力を電力測定器（１５０）によって測定することで被測定物の全放射電力を測定する放射電力測定方法であって、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に可変整合器（１３０）を挿入し、
前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定して、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする放射電力測定方法。
【請求項２】
前記被測定物に対し、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第１の測定値として記憶する段階と、
信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナを前記被測定物に代えて配置した状態で、前記電力測定器で測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として記憶する段階と、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
【請求項３】
所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
【請求項４】
前記第１の測定値として、所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通りに変えて複数組求めるようにし、
前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項２記載の放射電力測定方法。
【請求項５】
前記多面体形状が直方体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の放射電力測定方法。
【請求項６】
平面の組合せによって形成される多面体形状で、導体の壁面で囲まれた閉空間（１２）を有し、該閉空間に被測定物（１）と受信アンテナ（１５）とを離間した状態で支持する支持手段（５０、５５）を含み、前記被測定物から放射された電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を前記閉空間から外部へ出力させる多面体結合器（２１）と、
前記受信アンテナの出力信号の電力を測定するための電力測定器（１５０）と、
前記受信アンテナと前記電力測定器の間に設けられた可変整合器（１３０）と、
前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする放射電力測定装置。
【請求項７】
前記支持手段に前記被測定物の代わりに基準アンテナが支持されたときに該基準アンテナに前記多面体結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）を有し、
前記測定制御部は、
前記支持手段に前記被測定物が支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのとき最大電力を第１の測定値とし、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが支持された状態で前記電力測定器によって測定される電力が最大となるように前記可変整合器を設定し、そのときの最大電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする請求項６記載の放射電力測定装置。
【請求項８】
前記多面体結合器の支持手段は、前記被測定物と前記受信アンテナとの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物についてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項６記載の放射電力測定装置。
【請求項９】
前記多面体結合器の前記支持手段は、前記被測定物または前記基準アンテナと前記受信アンテナの距離または向きあるいは距離と向きの両方を複数通り変更できるように形成されており、
前記測定制御部は、
前記第１の測定値として、前記電力測定器が検出する信号の周波数を所定周波数範囲内で順次変更させ、各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記被測定物と受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、さらに、前記第２の測定値として、前記所定の周波数範囲内の各周波数についての一連の周波数特性を求めるとともに、該周波数特性を、前記基準アンテナと受信アンテナの距離毎または向き毎あるいは距離と向きの組合せ毎に複数組求め、前記被測定物の全放射電力を算出する際には、被測定物および基準アンテナについてそれぞれ複数組ずつ得られた周波数特性のうち、同一周波数のデータのうちの最大値を選択して用いることを特徴とする請求項７記載の放射電力測定装置。
【請求項１０】
前記多面体結合器の閉空間の多面体形状が直方体であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の放射電力測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１４９７５９（Ｐ２０１１−１４９７５９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９３７（Ｐ２０１０−９９３７）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、総務省、電波資源拡大のための委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、総務省、電波資源拡大のための委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
[ Back to top ]