JP2005315578A - Antenna inspection method and antenna inspection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一の給電素子と、一又は複数の無給電素子とを有するアンテナの検査方法、該検査方法を適用したアンテナ検査システムに関し、特にアレーアンテナの給電素子及び無給電素子の良否の検査に用いるアンテナの検査方法及びアンテナ検査システムに関する。 The present invention relates to an antenna inspection method having one feeding element and one or a plurality of parasitic elements, and an antenna inspection system to which the inspection method is applied, and more particularly to inspection of the quality of an array antenna feeding element and parasitic element. The present invention relates to an antenna inspection method and an antenna inspection system.
一の給電素子と、該給電素子から等距離に離隔した位置に等配されたパラサイト素子と呼ばれる複数の無給電素子とを備える電子制御導波器アレーアンテナ装置(以下、アレーアンテナという)が注目されている(例えば特許文献1参照)。 Attention is focused on an electronically controlled waveguide array antenna device (hereinafter referred to as an array antenna) comprising a single feed element and a plurality of parasitic elements called parasite elements arranged at equal distances from the feed element. (For example, refer to Patent Document 1).
図7はアレーアンテナを概念的に示す斜視図である。図7中100は、アレーアンテナであり、アレーアンテナ100は、アンテナ素子として棒状をなす一の給電素子110及び棒状をなす複数の無給電素子120,120,…を備えている。給電素子110は、円盤状をなす基盤130の中心に、基盤130に対して垂直に配設されており、基盤130における、給電素子110を中心とする円の円周を等配する位置に、複数の無給電素子120,120,…が基盤130に対して垂直に配設されている。
FIG. 7 is a perspective view conceptually showing the array antenna. In FIG. 7,
各無給電素子120,120,…の基盤130側の端部には、夫々可変容量ダイオード(以下、バラクタという)121,121,…が接続されており、バラクタ121,121,…に印加する電圧を制御することで、バラクタの容量を調整し、これによりアレーアンテナ100の指向性を制御することが可能となる。また給電素子110の基盤130側の端部に、高周波信号を給電することにより、給電素子110が励振して、アレーアンテナ100は送信モードとなる。
The variable capacitance diodes (hereinafter referred to as varactors) 121, 121,... Are connected to the ends of the
上述した様に、アレーアンテナ100は可変指向性アンテナであり、可変指向性の制御特性は、バラクタ121,121,…に依存する。従って各バラクタ121,121,…の性能のばらつき、故障等の異常は、アレーアンテナ100の可変指向性の制御不良の原因となる。
As described above, the
アレーアンテナ100の可変指向性の制御の不良を検査する方法としては、外部からの電磁波の影響及び内部での電磁波の反射の影響を抑制する電波暗室に、電磁波を送信する送信アンテナと、アレーアンテナ100を載置した回転台とを配置し、送信アンテナから送信された電磁波に対して、可変指向性の制御を検査する遠方界測定がある。
As a method for inspecting the controllability of the variable directivity of the
またバラクタの導通を検査することで、バラクタの導通不良を検出するという方法もある。
しかしながら従来の遠方界測定による検査方法では、検査に要する電波暗室、送信アンテナ及び回転台を要し、また検査に長時間を要するため、製品として量産されるアレーアンテナの検査に適用するには、設備面でのコスト性及び時間面での生産性の両面から効率的ではないという問題があり、量産ラインでアレーアンテナの良否を検査することは困難である。しかもアレーアンテナの指向性に異常が検出された場合でも、どのバラクタに異常が発生しているかを特定することは困難である。 However, in the conventional inspection method by far-field measurement, an anechoic chamber, a transmission antenna and a turntable required for the inspection are required, and since it takes a long time for the inspection, in order to apply to the inspection of the array antenna mass-produced as a product, There is a problem that it is not efficient in terms of both cost in terms of equipment and productivity in terms of time, and it is difficult to inspect the quality of the array antenna on the mass production line. Moreover, even if an abnormality is detected in the directivity of the array antenna, it is difficult to specify which varactor is abnormal.
またバラクタの導通の検査は容易であるが、バラクタは導通していても電気特性に異常が生じている場合が有り、導通検査だけでは十分にアレーアンテナの良否を検査することはできない。またバラクタは無給電素子に接続されているため、直接その電気特性を測定することは困難である。 Although the varactor is easily inspected, the electrical characteristics may be abnormal even if the varactor is in conduction, and the quality of the array antenna cannot be sufficiently inspected only by the continuity inspection. Further, since the varactor is connected to the parasitic element, it is difficult to directly measure the electrical characteristics.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、給電素子に供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス、電圧定在波比等の物理量を測定する測定装置を用いて、各バラクタに印加する制御電圧の変化に伴う物理量の変化又は供給する高周波信号の周波数の変化に伴う物理量の変化を測定し、物理量の電圧依存性又は周波数依存性からアンテナの良否を判定することにより、効率的で量産ラインにも適用することが可能であり、しかも異常が発生しているバラクタを特定することが可能なアンテナの検査方法、該検査方法を適用したアンテナ検査システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is applied to each varactor using a measuring device that measures physical quantities such as a reflection coefficient, an input impedance, and a voltage standing wave ratio with respect to a high-frequency signal supplied to a power feeding element. It is efficient by measuring the change of the physical quantity accompanying the change of the control voltage or the change of the physical quantity accompanying the change of the frequency of the high-frequency signal to be supplied, and judging the quality of the antenna from the voltage dependence or frequency dependence of the physical quantity. An object of the present invention is to provide an antenna inspection method that can be applied to a mass production line and that can identify a varactor in which an abnormality has occurred, and an antenna inspection system to which the inspection method is applied.
第1発明に係るアンテナの検査方法は、一の給電素子と、可変容量デバイスが接続された一又は複数の無給電素子とを有するアンテナの検査方法において、給電素子に供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定し、一の無給電素子に接続されている可変容量デバイスに容量を制御すべく印加する制御電圧を変化させ、制御電圧の変化に伴う、物理量の変化を測定し、制御電圧の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting an antenna having one feeding element and one or a plurality of parasitic elements to which a variable capacitance device is connected, and a reflection coefficient for a high-frequency signal supplied to the feeding element. Measure the physical quantity indicating at least one of the input impedance and voltage standing wave ratio, change the control voltage applied to control the capacitance to the variable capacitance device connected to one parasitic element, and control It is characterized in that a change in physical quantity accompanying a change in voltage is measured, and the quality of the antenna is determined based on the relationship between the change in control voltage and the change in physical quantity.
第2発明に係るアンテナの検査方法は、一の給電素子と、可変容量デバイスが接続された無給電素子とを有するアンテナの検査方法において、給電素子に供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定し、一の無給電素子に接続された一の可変容量デバイスの容量を制御する制御電圧として、他の可変容量デバイスに印加する制御電圧と異なる値の制御電圧を印加し、給電素子に供給する高周波信号の周波数を変化させ、周波数の変化に伴う、物理量の変化を測定し、周波数の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting an antenna having one feeding element and a parasitic element to which a variable capacitance device is connected. In the method for inspecting an antenna, a reflection coefficient for a high-frequency signal supplied to the feeding element, input impedance, and Control that measures at least one of the voltage standing wave ratios and applies it to other variable capacitance devices as a control voltage to control the capacitance of one variable capacitance device connected to one parasitic element Apply a control voltage different from the voltage, change the frequency of the high-frequency signal supplied to the power supply element, measure the change in physical quantity accompanying the change in frequency, and based on the relationship between the change in frequency and the change in physical quantity It is characterized by determining the quality of the antenna.
第3発明に係るアンテナ検査システムは、一の給電素子、及び可変容量デバイスが接続された複数の無給電素子を有するアンテナを検査するアンテナ検査システムにおいて、アンテナと、該アンテナが有する給電素子に高周波信号を供給し、該高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定する測定手段と、前記アンテナが有する一の無給電素子に接続された可変容量デバイスに、容量を制御する制御電圧を変化させながら印加させる手段と、制御電圧の変化に伴う物理量の変化を、前記測定手段に測定させる手段と、制御電圧の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定する手段とを備えることを特徴とする。 An antenna inspection system according to a third aspect of the present invention is an antenna inspection system for inspecting an antenna having a plurality of parasitic elements to which a single feed element and a variable capacitance device are connected. The antenna and the feed element of the antenna have a high frequency. A measurement means for supplying a signal and measuring a physical quantity indicating at least one of a reflection coefficient, an input impedance and a voltage standing wave ratio with respect to the high frequency signal; and a variable connected to one parasitic element of the antenna A means for causing a capacitive device to apply while changing a control voltage for controlling the capacity; a means for causing the measuring means to measure a change in physical quantity associated with a change in control voltage; and a relationship between a change in control voltage and a change in physical quantity. And a means for judging the quality of the antenna based on the above.
第4発明に係るアンテナ検査システムは、一の給電素子、及び可変容量デバイスが接続された複数の無給電素子を有するアンテナを検査するアンテナ検査システムにおいて、アンテナと、該アンテナが有する給電素子に高周波信号を供給し、該高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定する測定手段と、前記アンテナが有する一の無給電素子に接続された一の可変容量デバイスの容量を制御する制御電圧として、他の可変容量デバイスに印加する制御電圧と異なる値の制御電圧を印加させる手段と、前記測定手段から給電素子に供給する高周波信号の周波数を変化させる手段と、周波数の変化に伴う物理量の変化を、前記測定装置に測定させる手段と、周波数の変化及び物理量の変化の関係に基づいてアンテナの良否を判定する手段とを備えることを特徴とする。 An antenna inspection system according to a fourth aspect of the invention is an antenna inspection system for inspecting an antenna having a plurality of parasitic elements to which a single feeding element and a variable capacitance device are connected. A measurement means for supplying a signal and measuring a physical quantity indicating at least one of a reflection coefficient, an input impedance, and a voltage standing wave ratio with respect to the high-frequency signal; and one connected to one parasitic element of the antenna As a control voltage for controlling the capacitance of the variable capacitance device, means for applying a control voltage having a value different from the control voltage applied to the other variable capacitance device, and changing the frequency of the high-frequency signal supplied from the measurement means to the feeding element Means for causing the measuring device to measure a change in physical quantity accompanying a change in frequency, a change in frequency and an object Characterized in that it comprises a means for determining the quality of the antenna based on the relationship between the amount of change.
本発明では、各可変容量デバイスの制御電圧の変化及び物理量の変化の関係に基づく物理量の電圧依存性、又は周波数の変化及び物理量の変化の関係に基づく周波数依存性から無給電素子に接続する各可変容量デバイス等のアンテナの良否を判定することにより、簡単な設備を用いて短時間で検査を行うことができるので、費用の抑制及び生産性の向上を見込むことができるため、効率的で量産ラインにも適用することが可能であり、しかも異常が発生している可変容量デバイスを特定することが可能である。 In the present invention, each of the variable capacitance devices connected to the parasitic element from the voltage dependency of the physical quantity based on the relationship between the change of the control voltage and the change of the physical quantity, or the frequency dependency based on the relationship between the change of the frequency and the change of the physical quantity. By judging the quality of antennas such as variable capacity devices, it is possible to perform inspections in a short time using simple equipment, so it is possible to reduce costs and improve productivity, so efficient and mass production The present invention can also be applied to a line, and a variable capacitance device in which an abnormality has occurred can be specified.
本発明に係るアンテナの検査方法及びアンテナ検査システムでは、一の給電素子と、可変容量ダイオード等の可変容量デバイスが接続された複数の無給電素子とを有するアレーアンテナ等のアンテナの検査として、給電素子に高周波信号を供給し、供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス、電圧定在波比等の物理量を測定する測定装置を用い、各無給電素子に接続された夫々の可変容量デバイスに印加する制御電圧を順次変化させ、制御電圧の変化に伴う物理量の変化を測定し、制御電圧の変化及び物理量の変化の関係に基づいてアンテナの良否を判定する。 In the antenna inspection method and the antenna inspection system according to the present invention, as an inspection of an antenna such as an array antenna having one feeding element and a plurality of parasitic elements to which a variable capacitance device such as a variable capacitance diode is connected, feeding is performed. Apply a high-frequency signal to the element and apply it to each variable capacitance device connected to each parasitic element using a measuring device that measures physical quantities such as reflection coefficient, input impedance, and voltage standing wave ratio for the supplied high-frequency signal The control voltage is sequentially changed, the change in the physical quantity accompanying the change in the control voltage is measured, and the quality of the antenna is determined based on the relationship between the change in the control voltage and the change in the physical quantity.
この様な物理量の電圧依存性からアンテナの良否、例えばアンテナが備える無給電素子に接続する可変容量デバイスの良否を判定する構成により、アンテナを電磁波吸収体で覆い測定装置を接続するという簡単な設備により短時間で検査を行うことができるので、設備費用及び作業費用等の検査に要する費用を抑制し、また短時間の検査による生産性の向上を見込むことができるため、効率的で量産ラインにも適用することが可能である等、優れた効果を奏する。しかも一の可変容量デバイスに印加する制御電圧を変化させるという処理を各可変容量デバイスに対して順次行うことにより、異常が発生している可変容量デバイスを特定することが可能であり、従って検査の内容を充実させることが可能である等、優れた効果を奏する。 Simple equipment that covers the antenna with an electromagnetic wave absorber and connects the measuring device with a configuration that determines the quality of the antenna from the voltage dependence of such physical quantities, for example, the quality of the variable capacitance device connected to the parasitic element of the antenna The inspection can be performed in a short time, so the cost required for the inspection such as equipment cost and work cost can be suppressed, and the improvement of productivity by the short time inspection can be expected. It is possible to apply the method as well. In addition, it is possible to identify the variable capacitance device in which an abnormality has occurred by sequentially performing the process of changing the control voltage applied to one variable capacitance device on each variable capacitance device, and therefore the inspection It is possible to enhance the content, and so on.
さらに本発明では、アレーアンテナ等のアンテナの検査として、一の可変容量デバイスに他の可変容量デバイスと異なる値の制御電圧を印加し、測定装置から供給する高周波信号の周波数を変化させ、高周波信号の周波数の変化に伴う物理量の変化を測定し、供給する高周波信号の周波数の変化及び物理量の変化の関係に基づいてアンテナの良否を判定する。 Furthermore, in the present invention, as an inspection of an antenna such as an array antenna, a control voltage having a value different from that of the other variable capacitance device is applied to one variable capacitance device, and the frequency of the high frequency signal supplied from the measurement apparatus is changed. A change in physical quantity accompanying a change in frequency is measured, and the quality of the antenna is determined based on the relationship between the change in frequency of the high-frequency signal to be supplied and the change in physical quantity.
この様な物理量の周波数依存性からアンテナの良否、例えばアンテナが備える無給電素子に接続する可変容量デバイスの良否を判定する構成により、アンテナを電磁波吸収体で覆い測定装置を接続するという簡単な設備により短時間で検査を行うことができるので、設備費用及び作業費用等の検査に要する費用を抑制し、また短時間の検査による生産性の向上を見込むことができるため、効率的で量産ラインにも適用することが可能である等、優れた効果を奏する。しかも各可変容量デバイスに対し他と異なる値の制御電圧を印加することにより、異常が発生している可変容量デバイスを特定することが可能であり、従って検査の内容を充実させることが可能である等、優れた効果を奏する。 Simple equipment that covers the antenna with an electromagnetic wave absorber and connects the measuring device with a configuration that determines the quality of the antenna from the frequency dependence of such physical quantities, for example, the quality of the variable capacitance device connected to the parasitic element of the antenna The inspection can be performed in a short time, so the cost required for the inspection such as equipment cost and work cost can be suppressed, and the improvement of productivity by the short time inspection can be expected. It is possible to apply the method as well. In addition, by applying a control voltage with a different value to each variable capacitance device, it is possible to identify the variable capacitance device in which an abnormality has occurred, and therefore it is possible to enhance the contents of the inspection. Etc. have excellent effects.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1におけるアンテナ検査システムの構成を概念的に示す説明図である。図1中1は、電子制御導波機アレーアンテナ装置(以下、アレーアンテナという)であり、アレーアンテナ1は、棒状をなす複数のアンテナ素子として、一の給電素子10と、該給電素子10から等距離に離隔した位置にパラサイト素子と呼ばれる複数の無給電素子11−1,11−2,…,11−6とを備えている。棒状をなす給電素子10は、円盤状をなす基盤13の中心に、基盤13に対して垂直に配設されており、基盤13における、給電素子10を中心とする円の円周を等配する位置に、棒状をなす複数の無給電素子11−1,11−2,…,11−6が基盤13に対して垂直に配設されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing the configuration of the antenna inspection system according to
給電素子10の基盤13側の端部には、給電素子10に高周波信号を供給し、供給した高周波信号が給電素子10にて反射した反射波を受け付け、供給した高周波信号の電力値と反射波の電力値との比から求まる反射係数、反射係数を用いて求められる入力インピーダンス及び電圧定在波比を物理量として測定するネットワークアナライザを用いた測定装置2が接続されている。
A high-frequency signal is supplied to the
各無給電素子11−1,11−2,…,11−6の基盤13側の端部には、夫々可変容量ダイオード等の可変容量デバイス(以下、バラクタという)12−1,12−2,…,12−6が接続されており、バラクタ12−1,12−2,…,12−6の容量を制御すべくバラクタ12−1,12−2,…,12−6に印加する制御電圧を制御する電圧制御装置3が接続されている。そしてバラクタ12−1,12−2,…,12−6に印加する制御電圧を制御することで、バラクタの容量を制御することができ、これにより給電素子10及び各無給電素子11−1,11−2,…,11−6の近傍に誘起されるRF磁界が変化し、アレーアンテナ1の指向性が決定する。
Each of the parasitic elements 11-1, 11-2,..., 11-6 has variable capacitance devices such as variable capacitance diodes (hereinafter referred to as varactors) 12-1, 12-2, .., 12-6 are connected, and the control voltage applied to the varactors 12-1, 12-2,..., 12-6 to control the capacity of the varactors 12-1, 12-2,. A
測定装置2及び電圧制御装置3は、汎用型コンピュータ等のコンピュータを用いたアンテナ検査装置4に接続されており、アンテナ検査装置4は、測定装置2の測定の制御及び測定装置2が測定して得た結果の取得を行い、また電圧制御装置3を介して、バラクタ12−1,12−2,…,12−6に印加する制御電圧を制御する。なお以降の説明において、各無給電素子11−1,11−2,…,11−6及び各バラクタ12−1,12−2,…,12−6を特に区別する必要がない場合、夫々無給電素子11及びバラクタ12として示す。
The
図2は本発明の実施の形態1におけるアンテナ検査システムにて用いられるアンテナ検査装置4の構成を示すブロック図である。アンテナ検査装置4は、装置全体を制御するCPU等の制御手段41、本発明のアンテナ検査装置用のコンピュータプログラム及びデータ等の各種情報を記録したCD−ROM等の記録媒体から、各種情報を読み取るCD−ROMドライブ等の補助記憶手段42、補助記憶手段42により読み取った各種情報を記録するハードディスク等の記録手段43、並びに一時的に発生する情報を記憶するRAM等の記憶手段44を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of
そして記録手段43に記録されているアンテナ検査装置用のコンピュータプログラムを記憶手段44に記憶させて制御手段41にて実行することにより、アンテナ検査装置4として動作する。
Then, the computer program for the antenna inspection apparatus recorded in the recording means 43 is stored in the storage means 44 and executed by the control means 41, thereby operating as the
さらにアンテナ検査装置4は、測定装置2に接続する第1接続手段45、電圧制御装置3に接続する第2接続手段46、キーボード等の入力手段47、液晶ディスプレイ等の表示手段48を備えている。
Further, the
次に本発明の実施の形態1におけるアンテナの検査方法について説明する。実施の形態1におけるアンテナの検査方法では、ネットワークアナライザを用いた測定装置2により、給電素子10に所定の周波数の高周波信号を供給して、供給した高周波信号に対する反射波を受け付け、供給した高周波信号の電力値と反射波の電力値との比から求まる反射係数、反射係数を用いて求められる入力インピーダンス及び電圧定在波比等の物理量を測定する。一方で全バラクタ12−1,12−2,…,12−6の中の一のバラクタ12に印加する制御電圧を変化させる。そして制御電圧の変化に伴う物理量の変化を測定し、制御電圧の変化及び物理量の変化の関係に基づいて、制御電圧を変化させたバラクタ12の良否を判定する。上述した様に、バラクタ12に印加する制御電圧を変化させることにより、バラクタ12の容量を調整することができ、バラクタ12の容量の変化により、給電素子10及び各無給電素子11−1,11−2,…,11−6の近傍に誘起されるRF磁界が変化し、給電素子10の物理量に影響を与える。したがってバラクタ12が良品である場合、制御電圧の変化及び物理量の変化の関係、即ち反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の制御電圧依存性は、バラクタ12の個体差によるばらつきの範囲内で一定の関係を示す。これらのことから反射係数、入力インピーダンス、電圧定在波比等の物理量の制御電圧依存性がばらつきの範囲を超えるバラクタ12は不良品の可能性があると判定することができる。
Next, an antenna inspection method according to
ここで測定装置2が測定する各種物理量について説明する。給電素子10に供給する高周波信号の電力値をaとし、反射波の電力値をbとすると、反射係数Γは下記の式1にて示される。
Here, various physical quantities measured by the measuring
Γ=b/a ……式1
但し、Γ:反射係数
a:給電素子10に供給する高周波信号の電力値
b:給電素子10に供給した高周波信号に対する反射波の電力値
Γ = b / a
Where Γ: reflection coefficient
a: Power value of the high-frequency signal supplied to the
b: The power value of the reflected wave with respect to the high frequency signal supplied to the
さらに式1により求められた反射係数Γと、給電素子10のインピーダンスZo とを用いた下記の式2にて入力インピーダンスZinを求めることができる。
Further, the input impedance Zin can be obtained by the
Zin=Zo {(1+Γ)/(1−Γ)} ……式2
但し、Zin:入力インピーダンス
Zo :給電素子10のインピーダンス
Zin = Zo {(1 + Γ) / (1−Γ)} (2)
However, Zin: Input impedance
Zo: impedance of the
なお給電素子10のインピーダンスZo は、給電素子10に供給する高周波信号の角周波数ω、給電素子10のインダクタンスL、静電容量C及び抵抗Rを用いて以下の式3にて定義される。
The impedance Zo of the
Zo =R+jωL+1/jωC ……式3
但し、ω:給電素子10に供給する高周波信号の角周波数
L:給電素子10のインダクタンス
C:給電素子10の静電容量
R:給電素子10の抵抗
j:虚数単位
Zo = R + jωL + 1 /
Where ω is the angular frequency of the high-frequency signal supplied to the
L: Inductance of the
C: Capacitance of the
R: Resistance of the
j: Imaginary unit
また式1により求められた反射係数Γを用いた下記の式4にて電圧定在波比Sを求めることができる。
Further, the voltage standing wave ratio S can be obtained by the
S=(1+|Γ|)/(1−|Γ|) ……式4
但し、S:電圧定在波比
S = (1+ | Γ |) / (1- | Γ |)
Where S: Voltage standing wave ratio
図3は本発明の実施の形態1におけるアンテナ検査装置4の処理を示すフローチャートである。なおここでは測定装置2により測定する物理量の一つである反射係数の電圧依存性に基づいてバラクタ12の良否を判定する形態を説明する。アンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、バラクタ12−1,12−2,…,12−6に関連付けられる変数m(mは0以上の整数)に初期値0を代入し(S101)、各バラクタ12に印加する制御電圧を初期電圧0Vに設定する制御電圧初期化処理を行う(S102)。
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the
そしてアンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、変数mに1を加算し(S103)、電圧制御装置3を制御して、バラクタ12−mの容量を制御すべく印加する制御電圧Vmの値を予め設定されている所定の変化、例えば0Vから20Vへ1V/secの速度で変化させ(S104)、測定装置2を制御して、バラクタ12−mの制御電圧Vmの変化に伴う反射係数Γmの変化を測定させ(S105)、制御電圧Vmの変化及び反射係数Γmの変化の関係に基づいて、バラクタ12−mの良否を判定する(S106)。ステップS106では、反射係数Γmの制御電圧依存性が予め設定されている範囲を超える場合、バラクタ12−mは不良品の可能性があると判定する。なおステップS106では、バラクタ12−mの良否を判定するとして記載しているが、全てのバラクタ12−1,12−2,…,12−6について良否を判定し、また測定した反射係数Γm等の物理量を総合的に考慮することにより、特定のバラクタ12の良否、給電素子10の良否、給電素子10又は無給電素子11の欠損及び湾曲等のアンテナ素子の形状の良否、無給電素子11及びバラクタ12の接続の良否、給電素子10又は無給電素子11と基盤13との接触状況の良否等のアレーアンテナ1に関する様々な良否を判定することが可能である。
Then, the
アンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、変数mとバラクタ12の個数Mとを比較し(S107)、変数mがバラクタ12の個数M未満であると判定した場合(S107:YES)、まだ良否の判定をしていないバラクタ12があると判断して、ステップS102へ戻り、以降の処理を繰り返す。
The
ステップS107において、変数mがバラクタ12の個数M以上であると判定した場合(S107:NO)、全てのバラクタ12に対して良否の判定を行ったと判断して、良否の判定結果を出力し(S108)、処理を終了する。 If it is determined in step S107 that the variable m is equal to or greater than the number M of the varactors 12 (S107: NO), it is determined that all the varactors 12 have been determined to be acceptable, and the quality determination result is output ( S108), the process is terminated.
図4は本発明の実施の形態1におけるアンテナの検査方法を適用して得られた制御電圧Vmの変化と反射係数Γmの変化との関係を示すグラフである。図4は、図3を用いて説明したアンテナ検査装置4の処理にて得られた結果をグラフとして示したものである。図4は、横軸に、バラクタ12−mに印加する制御電圧Vm(V)を取り、縦軸に、反射係数Γm(dB)を取って、各バラクタ12−1,12−2,…,12−6に印加する制御電圧を0Vから20Vまで変化させたときの反射係数Γmの変化をグラフとして示したものである。図4に示す様にバラクタ12−1,12−2,12−3,12−4,12−6の制御電圧依存性を示す曲線は、多少ばらつきはあるもののほぼ同様の変化を示しているが、バラクタ12−5の制御電圧依存性を示す曲線は、他の曲線と明らかに異なる変化を示している。従って予め良品と判定する範囲を設定しておくことにより、バラクタ12の良否を判定することが可能になる。なお印加電圧Vmを0Vから20Vまで変化させるのではなく、所定の値、例えば10V、15V及び20Vに対する反射係数Smの範囲を予め設定しておき、3点の反射係数Smが全て所定の範囲内に入っているか否かを判定することで良否を判定する様にしても良い。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the change in the control voltage Vm and the change in the reflection coefficient Γm obtained by applying the antenna inspection method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the results obtained by the processing of the
実施の形態2.
実施の形態2は、バラクタ12の周波数依存性に基づいて、アレーアンテナ1の良否を判定する方法である。実施の形態2におけるアンテナ検査システムの構成及びアンテナ検査装置4の構成は、実施の形態1と同様であるので、実施の形態1を参照するものとし、その説明を省略する。
The second embodiment is a method for determining pass / fail of the
次に本発明の実施の形態2におけるアンテナの検査方法について説明する。実施の形態2におけるアンテナの検査方法では、全バラクタ12−1,12−2,…,12−6の中で、一のバラクタ12に印加する制御電圧を、他のバラクタ12に印加する制御電圧と異なる値とし、ネットワークアナライザを用いた測定装置2により、給電素子10に高周波信号を供給して、供給した高周波信号に対する反射波を受け付け、供給した高周波信号の電力値と反射波の電力値との比から求まる反射係数、反射係数を用いて求められる入力インピーダンス及び電圧定在波比等の物理量を測定する。そして供給する高周波信号の周波数を変化させ、周波数の変化に伴う物理量の変化を測定し、周波数の変化及び物理量の変化の関係に基づいて、他のバラクタ12と異なる制御電圧を印加したバラクタ12の良否を判定する。他のバラクタ12と異なる制御電圧を印加したバラクタ12が良品である場合、周波数の変化及び物理量の変化の関係、即ち反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の周波数依存性は、バラクタ12の個体差によるばらつきの範囲内で一定の関係を示す。これらのことから反射係数、入力インピーダンス、電圧定在波比等の物理量の周波数依存性がばらつきの範囲を超えるバラクタ12は不良品の可能性があると判定することができる。
Next, an antenna inspection method according to
図5は本発明の実施の形態2におけるアンテナ検査装置4の処理を示すフローチャートである。なおここでは測定装置2により測定する物理量の一つである反射係数の周波数依存性に基づいてバラクタ12の良否を判定する形態を説明する。アンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、バラクタ12−1,12−2,…,12−6に関連付けられる変数m(mは0以上の整数)に初期値0を代入し(S201)、各バラクタ12に印加する制御電圧を初期電圧0Vに設定する制御電圧初期化処理を行う(S202)。
FIG. 5 is a flowchart showing processing of the
そしてアンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、変数mに1を加算し(S203)、電圧制御装置3を制御して、バラクタ12−mの容量を制御すべく印加する制御電圧Vmとして、所定の値の印加電圧Vaを印加する(S204)。印加電圧Vaは、例えばバラクタ12−mに印加することが可能な最大値の電圧Vmaxであり、バラクタ12−mに印加する制御電圧の値をVaとすることにより、バラクタ12−mには、他のバラクタ12に印加される制御電圧0Vと異なる値の制御電圧が印加されることになる。
Then, the
アンテナ検査装置4では、制御手段41の制御に基づき、測定装置20を制御して、給電素子10に供給する高周波信号の周波数fを予め設定されている所定の変化、例えば400MHzから700MHzへ10MHz/secの速度で変化させ(S205)、周波数fの変化に伴う反射係数Γmの変化を測定させ(S206)、周波数fの変化及び反射係数Γmの変化の関係に基づいて、バラクタ12−mの良否を判定する(S207)。ステップS207では、反射係数Γmの周波数依存性が予め設定されている範囲を超える場合、バラクタ12−mは不良品の可能性があると判定する。なお実施の形態1と同様に、ステップS207では、バラクタ12−mの良否を判定するとして記載しているが、全てのバラクタ12−1,12−2,…,12−6について良否を判定し、また測定した反射係数Γm等の物理量を総合的に考慮することにより、アレーアンテナ1に関する様々な良否の判定を行うことが可能である。
In the
アンテナ検査装置4は、制御手段41の制御により、変数mとバラクタ12の個数Mとを比較し(S208)、変数mがバラクタ12の個数M未満であると判定した場合(S208:YES)、まだ良否の判定をしていないバラクタ12があると判断して、ステップS202へ戻り、以降の処理を繰り返す。
The
ステップS208において、変数mがバラクタ12の個数M以上であると判定した場合(S208:NO)、全てのバラクタ12に対して良否の判定を行ったと判断して、良否の判定結果を出力し(S209)、処理を終了する。 If it is determined in step S208 that the variable m is equal to or greater than the number M of the varactors 12 (S208: NO), it is determined that all the varactors 12 have been determined to be acceptable, and the quality determination result is output ( S209), the process is terminated.
図6は本発明の実施の形態2におけるアンテナの検査方法を適用して得られた周波数fの変化と反射係数Γmの変化との関係を示すグラフである。図6は、図5を用いて説明したアンテナ検査装置4の処理にて得られた結果をグラフとして示したものである。図6は、横軸に、給電素子10に供給する高周波信号の周波数f(MHz)を取り、縦軸に、反射係数Sm(dB)を取って、供給する高周波信号の周波数fを400MHzから700MHzまで変化させたときの反射係数Γmの変化をグラフとして示したものである。図6に示す様にバラクタ12−1,12−2,12−3,12−4,12−6の周波数依存性を示す曲線は、多少ばらつきはあるもののほぼ同様の変化を示しているが、バラクタ12−5の周波数依存性を示す曲線は、他の曲線と明らかに異なる変化を示している。従って予め良品と判定する範囲を設定しておくことにより、バラクタ12の良否を判定することが可能になる。なお周波数fを400MHzから700MHzまで変化させるのではなく、所定の値、例えば400MHz、550MHz及び700MHzに対する反射係数Γmの範囲を予め設定しておき、3点の反射係数Γmが全て所定の範囲内に入っているか否かを判定することで良否を判定する様にしても良い。また全てのバラクタ12−1,12−2,…,12−6が良品と判定する範囲から外れている場合、給電素子10が不良品の可能性がある。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the change in the frequency f and the change in the reflection coefficient Γm obtained by applying the antenna inspection method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the results obtained by the processing of the
前記実施の形態では、無給電素子の数が6である形態を示したが、本発明はこれに限らず、様々な個数の無給電素子を備えるアンテナの検査に適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the number of parasitic elements is six. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to inspection of an antenna including various numbers of parasitic elements.
また前記実施の形態では、給電素子を中心とする円の円周上に無給電素子を配置したアレーアンテナの検査に適用する形態を示したが、本発明はこれに限らず、給電素子及び無給電素子を直線上に配置したコリニアアレーアンテナ等の他のアンテナの検査に適用することも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the embodiment applied to the inspection of the array antenna in which the parasitic element is arranged on the circumference of the circle having the feeding element as the center is shown. It is also possible to apply to inspection of other antennas such as a collinear array antenna in which feeding elements are arranged on a straight line.
1 電子制御導波器アレーアンテナ装置(アレーアンテナ)
10 給電素子
11、11−1,11−2,…,11−6 無給電素子
12、12−1,12−2,…,12−6 可変容量デバイス(可変容量ダイオード:バラクタ)
13 基盤
2 測定装置
3 電圧制御装置
4 アンテナ検査装置
41 制御手段
42 補助記憶手段
43 記録手段
44 記憶手段
45 第1接続手段
46 第2接続手段
47 入力手段
48 表示手段
1 Electronically controlled waveguide array antenna device (array antenna)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
給電素子に供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定し、
一の無給電素子に接続されている可変容量デバイスに容量を制御すべく印加する制御電圧を変化させ、
制御電圧の変化に伴う、物理量の変化を測定し、
制御電圧の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定する
ことを特徴とするアンテナの検査方法。 In the inspection method of an antenna having one feeding element and one or more parasitic elements to which a variable capacitance device is connected,
Measure a physical quantity indicating at least one of the reflection coefficient, input impedance, and voltage standing wave ratio for the high-frequency signal supplied to the feed element,
Changing the control voltage applied to the variable capacitance device connected to one parasitic element to control the capacitance;
Measure changes in physical quantities accompanying changes in control voltage,
A method for inspecting an antenna, wherein the quality of the antenna is determined based on a relationship between a change in control voltage and a change in physical quantity.
給電素子に供給した高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定し、
一の無給電素子に接続された一の可変容量デバイスの容量を制御する制御電圧として、他の可変容量デバイスに印加する制御電圧と異なる値の制御電圧を印加し、
給電素子に供給する高周波信号の周波数を変化させ、
周波数の変化に伴う、物理量の変化を測定し、
周波数の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定する
ことを特徴とするアンテナの検査方法。 In the inspection method of an antenna having one feeding element and a parasitic element to which a variable capacitance device is connected,
Measure a physical quantity indicating at least one of the reflection coefficient, input impedance, and voltage standing wave ratio for the high-frequency signal supplied to the feed element,
As a control voltage for controlling the capacity of one variable capacitance device connected to one parasitic element, a control voltage having a value different from the control voltage applied to the other variable capacitance device is applied,
Change the frequency of the high-frequency signal supplied to the feed element,
Measure the change of physical quantity with the change of frequency,
A method for inspecting an antenna, comprising: determining whether the antenna is good or bad based on a relationship between a change in frequency and a change in physical quantity.
アンテナと、
該アンテナが有する給電素子に高周波信号を供給し、該高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定する測定手段と、
前記アンテナが有する一の無給電素子に接続された可変容量デバイスに、容量を制御する制御電圧を変化させながら印加させる手段と、
制御電圧の変化に伴う物理量の変化を、前記測定手段に測定させる手段と、
制御電圧の変化と物理量の変化との関係に基づいてアンテナの良否を判定する手段と
を備えることを特徴とするアンテナ検査システム。 In an antenna inspection system for inspecting an antenna having a plurality of parasitic elements to which a single feeding element and a variable capacitance device are connected,
An antenna,
Measurement means for supplying a high-frequency signal to a feeding element of the antenna and measuring a physical quantity indicating at least one of a reflection coefficient, an input impedance, and a voltage standing wave ratio with respect to the high-frequency signal;
Means for applying to a variable capacitance device connected to one parasitic element of the antenna while changing a control voltage for controlling the capacitance;
Means for causing the measurement means to measure a change in physical quantity accompanying a change in control voltage;
An antenna inspection system comprising: means for determining the quality of an antenna based on a relationship between a change in control voltage and a change in physical quantity.
アンテナと、
該アンテナが有する給電素子に高周波信号を供給し、該高周波信号に対する反射係数、入力インピーダンス及び電圧定在波比の中の少なくとも一つを示す物理量を測定する測定手段と、
前記アンテナが有する一の無給電素子に接続された一の可変容量デバイスの容量を制御する制御電圧として、他の可変容量デバイスに印加する制御電圧と異なる値の制御電圧を印加させる手段と、
前記測定手段から給電素子に供給する高周波信号の周波数を変化させる手段と、
周波数の変化に伴う物理量の変化を、前記測定装置に測定させる手段と、
周波数の変化及び物理量の変化の関係に基づいてアンテナの良否を判定する手段と
を備えることを特徴とするアンテナ検査システム。 In an antenna inspection system for inspecting an antenna having a plurality of parasitic elements to which a single feeding element and a variable capacitance device are connected,
An antenna,
Measurement means for supplying a high-frequency signal to a feeding element of the antenna and measuring a physical quantity indicating at least one of a reflection coefficient, an input impedance, and a voltage standing wave ratio with respect to the high-frequency signal;
Means for applying a control voltage having a value different from a control voltage applied to another variable capacitance device as a control voltage for controlling the capacitance of one variable capacitance device connected to one parasitic element of the antenna;
Means for changing the frequency of the high-frequency signal supplied from the measuring means to the power feeding element;
Means for causing the measurement device to measure a change in physical quantity accompanying a change in frequency;
An antenna inspection system comprising: means for determining the quality of an antenna based on a relationship between a change in frequency and a change in physical quantity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004130334A JP2005315578A (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Antenna inspection method and antenna inspection system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010531571A (en) * | 2007-06-21 | 2010-09-24 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | Adaptive antenna transmission and antenna calibration |
CN114325539A (en) * | 2016-08-16 | 2022-04-12 | 南线有限责任公司 | Two-step self-test circuit for microcontroller unit and antenna |
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2004
- 2004-04-26 JP JP2004130334A patent/JP2005315578A/en active Pending
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