[发明专利]天线测量系统以及天线测量方法

说明书

本发明提供无需对从与RF电路成为一体的被测天线发射的无线信号的电磁波供给来自被测天线的基准信号，就能够在近场测量相位和振幅的天线测量系统以及天线测量方法。本发明的天线测量系统具备：多个探针天线(12)，在配置于被测天线(100)的近场区域的测量平面(P)内的多个测量位置接收无线信号；探针扫描构件(13)，维持多个探针天线(12)的相对位置的同时，使各探针天线(12)向多个测量位置移动；振幅相位差测量部(16)，每当各探针天线(12)移动到测量位置时，测量无线信号间的相位差，并且测量无线信号的振幅；以及相位计算部(18)，由通过振幅相位差测量部(16)测量的相位差计算各测量位置上的无线信号的相位。

技术领域

本发明涉及天线测量系统以及天线测量方法，尤其涉及利用近场测量法测量与RF电路成为一体的天线特性的天线测量系统以及天线测量方法。

背景技术

有源天线在天线阵列的各元件上一体化形成无线信号的RF电路，具有能够控制输出的电磁波的放射方向以及光束形状的特征。尤其在移动体通信的基站使用有源天线时，具有能够自如地控制覆盖区域的优点。

作为如用作该有源天线的天线、具有强指向性的天线的特性的测量法，已知有通过电磁场理论，从天线的近场电磁场计算远场指向性的近场测量法(NFM：Near FieldMeasurement)。

近场测量法在天线附近测量电磁场，因此具有如下优点：因空间导致的电磁波的损失较小，除了指向性的测量，还能通过天线的近场分布进行天线的诊断。

通常，如图15所示，从天线开口面放射的电磁场的区域中，接近天线开口的区域是对放射没有帮助的电磁场成分为主的无功近场区域(极近)，指向性不因离天线开口的距离而变化的区域称为放射远场区域(远场)。一般表示的天线指向性是在该放射远场区域测量的指向性。

远场规定为，相对于天线的最大径D(开口尺寸)，远离满足下述式(1)的距离R以上的位置。在此，λ为自由空间波长。并且，将发射天线的增益设为Gt，将接收天线的增益设为Gr，将发射电力设为Wt时，在自由空间接收天线可接收的最大电力Wa由下述式(2)表示。

R＞2D²/λ……(1)

Wa＝(λ/4πR)²·Gt·Gr·Wt……(2)。

因此，增益较高的开口面较大的天线中距离R变大，而空间中的衰减变大。进一步地，毫米波段中，自由空间波长λ变小，因此存在減衰量进一步增加，低电平的旁瓣的测量困难的问题。

作为无功近场区域与放射远场区域之间的区域的放射近场区域(近场)是指向性随着距离变化的区域。所述的NFM在该放射近场区域测量电磁场，通过计算求出远场的指向性。

具体而言，通过探针天线对供给规定信号的天线附近进行扫描，由通过该探针天线接收到的信号求出每个扫描位置的振幅与相位的分布，由该分布通过数据处理能够得到无限远处的指向性。由于是天线附近进行的测量，因此空间的衰减量较小，与远场测量相比可以进行高精度的测量。

NFM根据对被测天线附近进行扫描的范围分成多个种类，但广泛应用对增益较高的天线有利且数据处理容易的平面NFM。

图16示出利用平面NFM求出被测天线100的指向性的测量装置10的构成。该测量装置10具有：天线支撑部51，以该放射面朝向规定方向的状态支撑被测天线100；探针天线52，用于接收由被测天线100输出的电磁波；以及探针扫描机构53，使探针天线52在相对于被测天线100的放射面的附近的测量平面内在X、Y方向上移动。