用于测定辐射功率的方法、辐射功率的测定用耦合器以及用于测定辐射功率的装置

摘要

使被测物(1)的电波的辐射中心与在将椭圆以通过其两个焦点的轴线为中心旋转而得到的椭圆球状中由金属的壁面(11)所包围的封闭空间(12)的一个焦点(F1)的附近位置一致，使从被测物(1)辐射的电波在壁面反射而集中在配置于另一个焦点(F2)的位置的接收天线(15)，从而根据接收天线(15)的输出信号而测定被测物(1)的辐射功率的测定方法中，使被测物(1)和接收天线(15)中的至少一个沿着通过两个焦点的轴线移动，将接收天线(15)的输出信号功率设为最大，并将其作为第1测定值来存储，使代替被测物(1)而设置的基准天线(160)和接收天线(15)与上述同样地移动，从而利用在接收天线(15)的输出信号功率成为最大时得到的测定值和校正数据计算被测物(1)的总辐射功率。

说明书

技术领域

本发明涉及具有简单结构且能够在短时间内高灵敏地测定小型无线终端的辐射功率的方法、用于测定辐射功率的耦合器以及测定辐射功率的装置。

背景技术

面向网络无处不在的社会的到来，预测到与无线标签(tag)(被称为RFID。这里，RFID：Radio frequency identification tag(射频识别标签))、UWB(超频带：Ultra Wide Band)以及BAN(人体局域网：Body Area Network)相关联的无线设备等的超小型无线终端的爆发性普及以及这些终端的需求的增大。

这些设备由于其尺寸的限制或经济上的理由，很多情况下没有像以往的无线机那样具有试验用端子。从而，在设备的检查中，必须接收设备自己辐射的电波而进行该试验。尤其是上述那样的小型无线终端，考虑到对其他通信的影响以及对人体的影响等，其辐射功率被严格限制，辐射功率的测定成为重要的试验项目。

辐射功率有任意方向的等价等向辐射功率(称为EIRP。其中，EIRP：equivalent isotropically radiation power或effective isotropically radiation power)和对全空间辐射的总辐射功率(称为TRP。其中，TRP：Total Radiation Power)。在该辐射功率的测定中，EIRP的情况下由于测定装置复杂且测定需要长时间，因此很多情况下处理TRP。

作为至此实施的TRP的测定法，已知有以下的方法。

(1)通过探测器(probe)来扫描包括测试设备(称为DUT：Device undertest)的球面上的点，测定在该网格点的辐射功率，从而积累运算辐射功率，求出总辐射功率的球面扫描法。

(2)在由金属覆盖的房间，从测试设备(DUT)辐射的电波通过金属叶片的旋转而被搅拌，从而产生随机场，基于统计的方法估计来自测试设备的总辐射功率(TRP)的方法。

(3)利用被金属膜覆盖的棱锥状的空间、以及在电波吸收体内部产生TEM波的被称为G-TEM单元(gigahertz transverse electromagnetic cell)的装置的方法。

(4)利用电磁波耦合装置的方法，所述电磁波耦合装置具有多个天线、与该天线连接的绝缘体、相位调整器、以及用于合成阵列天线的信号的合成器，且从放置在阵列的中心线上的被测物测定辐射功率。

另外，上述(1)的球面扫描法在以下的非专利文献1、2中公开，(4)的电磁波耦合装置在专利文献1中公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3436669号公报

非专利文献1：信学技赧  AP2002-61，pp.29-34，July 2002“アンテナ一体型無線設備の高精度簡易測定方法。の検討—スフエリルポジシヨナによる放射電力の測定(その 1)”野島友幸、中島恭一

非专利文献2：信学技報AP2003-85，pp.125-130，July 2003  “アンテナ一体型無線設備の高精度簡易測定方法の検討—スフエリカルポジシヨナによる放射鼋力の测定(その 2)”野島友幸、中島恭一

非专利文献3：信学技報AP2007-192(2008-03)，pp.113-118，“回転楕円鏡結合器を用いた小型無線端末の全放射電力測定法”

发明内容

发明要解决的课题

在上述非专利文献1、2中公开的球面扫描法中，可进行高精度的测定。但是，相反，需要包括电波无反射室和球面扫描仪等的巨大的设备，且测定需要长时间。

而且，在球面扫描法中，接收对全空间的一小部分辐射的电波而求出功率，并求出其总和，因此各测定点的接收灵敏度变得非常小，存在难以测定寄生辐射(spurious radiation)的问题。例如，在用于UWB的设备中，规定连续波性寄生辐射为-90dBm/MHz，波动性寄生辐射为-84dBm/MHz，但通过上述测定方法测定这些非常困难。

另一方面，在由金属覆盖的房间中搅拌电波的方法中，具有不需要大型的电波无反射室的优点。但存在由于人为产生的随机场和理论概率模型之间的一致性还存在不确定性，且基于统计处理，因此结果的不确定性大，测定需要时间长等问题。此外，在本方法中，与球面扫描一样，也存在难以测定寄生辐射的问题。

此外，G-TEM单元除了存在难以确保内部电场分布的均匀性的问题，还存在为了测定总辐射功率而必须将2轴的旋转台安装在G-TEM单元中使得被测物的方向改变为全方向的难题。

此外，在所述的专利文献1中，需要多个天线、与天线连接的绝缘体、相位调整器、以及用于合成阵列天线的信号的合成器等。从而，存在系统复杂且高价的问题，而且存在被测物的天线限于偶极类的问题。此外，寄生辐射测定也与上述各方法相同地存在难题。

作为用于解决这些问题的技术，本申请发明人已经提出了利用旋转椭圆镜耦合器测定天线的总辐射功率的方法。(非专利文献3)。

在该非专利文献3中公开的方法，准备由以连接椭圆的焦点的轴线为中心旋转椭圆而得到的椭圆球状的金属壁面包围的封闭空间，在该椭圆球状的封闭空间的焦点位置配置被测物和接收天线，在壁面反射从被测物辐射的电波使其集中到接收天线，从而测定被测物的总辐射功率。

在该非专利文献3公开的方法利用了从一个焦点附近的位置向各个方向输出的电波，在壁面反射，而几乎同时集中到另一个焦点的原理。在本方法中，为了消除通过了该另一个焦点附近的电波再次在壁面反射而返回一个焦点附近，再次在壁面反射而返回另一个焦点位置的所谓的多重反射的影响，仅提取一次反射波而测定总辐射功率。

但是，该方法只要被测物小且其辐射特性无定向性就能够测定总辐射功率而无问题。但是，当被测物大，从被测物辐射的束被分割为多个，或从被测物输出的电波中有旁瓣(side lobe)时发现，产生各束以不同的相位集中到焦点附近而互相削弱电波的抵消(cancel)现象，从而产生难以正确地测定总辐射功率的难题。

用于解决课题的方法

本发明的目的在于，提供一种能够正确测定总辐射功率而不受被测物的尺寸或定向性等影响的辐射功率测定方法、辐射功率测定用耦合器以及辐射功率测定装置。

另外，本发明基于以下见解，即通过将从被测物辐射的包括多重反射分量的全部的功率设为测定对象，从而被测物和接收天线的耦合度增大，能够得到更佳的结果。即，理论上将椭圆球状的耦合器的封闭空间内部看作是无损耗的，因此只要被测物或代替被测物的基准天线等辐射体的输入反射系数充分小，则从该辐射体辐射的全功率应该全部被接收天线侧的负载获取。即，能够得到耦合度为1的理想耦合器。这与辐射体的大小和定向性无关地都成立。

耦合器内的辐射体的天线的反射系数由于多重反射的影响而相对于频率而大幅增减变化，但若沿着椭圆的轴线改变该辐射体和接收天线的位置，则多重反射波的相位改变，能够发现使发送侧天线的反射系数最小的位置，在该位置，接收天线的信号输出的功率成为最大，该功率相当于辐射体的总辐射功率。本发明着眼于这一点。

为了达到所述目的，本发明的第1项辐射功率测定方法其包括：

配置可辐射电波的被测物(1)的电波的辐射中心，使其与将椭圆以通过其两个焦点(F1、F2)的轴线为中心旋转而得到的椭圆球状的金属的壁面(11)所包围的封闭空间(12)的一个焦点(F1)的附近大致一致的步骤；以及

将从该被测物辐射的电波在所述壁面反射而通过配置在另一个焦点(F2)的附近的接收天线(15)接收，从而根据该接收天线的输出信号在该接收天线的测定端测定被测物的总辐射功率的步骤，

其特征在于，

使所述被测物和所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，从而基于所述接收天线的输出信号功率成为最大的测定值，计算所述被测物的总辐射功率。

此外，本发明的第2项的辐射功率测定方法，在第1项的辐射功率测定方法中，其特征在于，包括：

使所述被测物和所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，从而将所述接收天线的输出信号功率设为最大，并将其作为第1测定值而进行存储的步骤；

使代替所述被测物而设置并接收信号供给而辐射电波的基准天线、以及所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，从而将所述接收天线的输出信号功率设为最大，并求出该最大值与所述第1测定值相等时的对所述基准天线输入的信号功率作为第2测定值的步骤；以及

基于所述第1测定值、第2测定值和所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物的总辐射功率的步骤。

此外，本发明的第3项的辐射功率测定方法，在第1项的辐射功率测定方法中，其特征在于，包括：

使所述被测物和所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，从而将所述接收天线的输出信号功率设为最大，并将其作为第1测定值而进行存储的步骤；

使代替所述被测物而设置并接收信号供给而辐射电波的基准天线、以及所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，从而将所述接收天线的输出信号功率设为最大的状态下，使提供给所述基准天线的信号功率变化，求出表示该信号功率和与其对应的所述接收天线的输出信号功率之间关系的校正数据的步骤；以及

基于所述第1测定值、校正数据和所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物的总辐射功率的步骤。

此外，本发明的第4项的辐射功率测定方法，在第1项的辐射功率测定方法中，其特征在于，包括：

使所述被测物和所述接收天线中的至少一个沿着通过所述2个焦点的轴线移动，在该天线的每个位置，在应测定的规定频率范围内的各频率下对所述接收天线的输出信号求出功率，将该每个频率的最大功率作为第3测定值而进行存储的步骤；

使代替所述被测物而设置并接收信号供给而辐射电波的基准天线、以及所述接收天线中至少一个沿着通过所述两个焦点的轴线移动，在该天线的每个位置，在所述应测定的各频率下对所述接收天线的输出信号求出功率，并将包括该每个频率的最大功率的数据作为第4测定值而进行存储的步骤；以及

以及基于所述第3测定值、第4测定值、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物在应测定的所述规定频率范围内的总辐射功率的步骤。

此外，本发明的第5项的辐射功率测定方法，其特征在于，在第4项的辐射功率测定方法中，

在代替所述被测物而使用所述基准天线时，求出校正数据作为所述第4测定值，所述校正数据表示对该基准天线提供的信号功率和与其对应的所述接收天线的输出信号的功率之间的关系。

此外，本发明的第6项的辐射功率测定方法，在第1项至第5项的任一项的辐射功率测定方法中，其特征在于，

使所述被测物或所述基准天线与所述接收天线一同，相对于所述两个焦点的中心对称地移动。

此外，本发明的第7项的辐射功率测定方法，在第4项的辐射功率测定方法中，其特征在于，包括：

存储由频率和输出强度构成的规定的标准的频谱屏蔽的步骤；以及

对应测定的规定频率范围内的每个频率的电波的总辐射功率的值以及所述频谱屏蔽进行比较，从而对是否满足所述标准进行优劣判定的步骤。

此外，本发明的第8项的辐射功率测定方法，在第4项的辐射功率测定方法中，其特征在于，包括：

对所述被测物和所述接收天线中的至少一个的位置，沿着XYZ轴线的至少一个轴线进行位置调整的步骤；

在每次对所述被测物和所述接收天线中的至少一个的位置沿着XYZ轴线的至少一个轴线进行位置调整时，存储所述第3测定值的步骤；

对代替所述被测物而设置并接收信号供给而辐射功率的基准天线、以及所述接收天线中的至少一个的位置，沿着XYZ轴线中的至少一个轴线进行位置调整的步骤；

在每次对所述接收天线中的至少一个的位置沿着XYZ轴线中的至少一个轴线进行位置调整时，存储所述第4测定值的步骤；以及

基于所述第3测定值、第4测定值、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物的在应测定的所述规定频率范围内的总辐射功率的步骤。

此外，第9项的辐射功率测定用耦合器构成为，在由金属壁面包围的封闭空间内，支撑可辐射电波的被测物(1)或基准天线中的任意一个的辐射体、以及用于接收该辐射体所辐射的电波的接收天线(15)，通过所述接收天线接收所述辐射体辐射的电波，并能够将该接收信号输出到外部，其特征在于，所述辐射功率测定用耦合器构成为，包括：

所述封闭空间的形状形成为，将椭圆以通过其两个焦点(F1、F2)的轴线为中心旋转而得到的椭圆球状，且以所述辐射体的电波的辐射中心处于所述椭圆的一个焦点(F1)的附近的状态进行支撑的辐射体支撑部件(50)；将所述接收天线以其中心位置处于所述椭圆的另一个焦点(F2)的附近的状态进行支撑的接收天线支撑部件(55)；以及使所述辐射体和所述接收天线的至少一个沿着通过所述两个焦点的轴线移动的移动部件(180、181)，将从所述辐射体辐射的电波由所述壁面反射而通过所述接收天线接收，并通过所述移动部件使所述辐射体和所述接收天线的相对位置变化，且能够将该接收天线的输出信号功率设定为最大。

此外，第10项辐射功率测定装置的特征在于，包括：

如所述第9项所述的辐射功率测定用耦合器(21)；

功率测定部件(150)，求所述辐射功率测定用耦合器的接收天线的输出信号的功率；

信号供给部件(161、162)，用于从所述辐射功率测定用耦合器外部对被所述辐射体支撑部件支撑的所述基准天线提供信号；以及

测定控制部(190)，在由所述辐射体支撑部件支撑了所述被测物的状态下，驱动所述移动部件而检测所述接收天线的输出信号的功率的最大值作为测定值，并基于所述测定值计算所述被测物的总辐射功率。

此外，本发明的第11项的辐射功率测定装置在第10项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，包括：

如所述第9项所述的辐射功率测定用耦合器(21)；

功率测定部件(150)，求所述辐射功率测定用耦合器的接收天线的输出信号的功率；

信号供给部件(161、162)，用于从所述辐射功率测定用耦合器外部对被所述辐射体支撑部件支撑的所述基准天线提供信号；以及

测定控制部(190)，在由所述辐射体支撑部件支撑了所述被测物的状态下，驱动所述移动部件而检测所述接收天线的输出信号的功率的最大值作为第1测定值，并在代替所述被测物而设置所述基准天线，且从所述信号供给部件对该基准天线提供信号的状态下，驱动所述移动部件而设定为所述接收天线的输出信号的功率成为最大，并可变控制所述信号供给部件的输出信号功率使得该设定位置上的功率的最大值与所述第1测定值相等，求出通过该控制而得到的输出信号功率作为第2测定值，基于所述第1测定值、第2测定值、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物的总辐射功率。

此外，本发明的第12项的辐射功率测定装置在第10项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，包括：

如所述第9项所述的辐射功率测定用耦合器(21)；

功率测定部件(150)，求所述辐射功率测定用耦合器的接收天线的输出信号的功率；

信号供给部件(161、162)，用于从所述辐射功率测定用耦合器外部对被所述辐射体支撑部件支撑的所述基准天线提供信号；以及

测定控制部(190)，在由所述辐射体支撑部件支撑了所述被测物的状态下，驱动所述移动部件而检测所述接收天线的输出信号的功率的最大值作为第1测定值，并在代替所述被测物而设置所述基准天线，且从所述信号供给部件对该基准天线提供信号的状态下，驱动所述移动部件而设定为所述接收天线的输出信号的功率成为最大，使提供给所述基准天线的信号功率变化，并求出用于表示该信号功率和所述接收天线的输出信号的关系的校正数据，基于所述第1测定值、校正数据、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物的总辐射功率。

此外，本发明的第13项的辐射功率测定装置在第10项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，包括：

如所述第9项所述的辐射功率测定用耦合器(21)；

功率测定部件(150)，求所述辐射功率测定用耦合器的接收天线的输出信号的功率；

信号供给部件(161、162)，用于从所述辐射功率测定用耦合器外部对被所述辐射体支撑部件支撑的所述基准天线提供信号；

在由所述辐射体支撑部件支撑了所述被测物的状态下，驱动所述移动部件，在各天线的位置，在应测定的规定频率范围内的各频率下对所述接收天线的输出信号求出功率，检测该每个频率下的最大功率作为第3测定值，并代替所述被测物而设置，用于接收信号供给并辐射电波的基准天线；

测定控制部(190)，使所述接收天线中的至少一个沿着通过所述两个焦点的轴线而移动，在各天线的位置，在所述应测定的各频率下对所述接收天线的输出信号求出功率，检测包括该每个频率的最大功率的数据作为第4测定值，基于所述第3测定值、第4测定值、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物在所述规定频率范围内的总辐射功率。

此外，本发明的第14项的辐射功率测定装置，在第13项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，

在代替所述被测物而使用所述基准天线时，所述测定控制部求出用于表示对该基准天线提供的信号功率和与其对应的所述接收天线的输出信号的功率之间关系的校正数据作为所述第4测定值。

此外，本发明的第15项的辐射功率测定装置在第10项至第14项的任一项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，

所述测定控制部使所述被测物或所述基准天线与所述接收天线一同，相对于所述两个焦点的中心对称地移动。

此外，本发明的第16项的辐射功率测定装置在第13项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，包括：

存储器，存储由频率和输出强度构成的规定的标准的频谱屏蔽；以及

判定部，对应测定的规定频率范围内的每个频率的电波的总辐射功率的值、以及所述频率屏蔽进行比较，从而对是否满足所述标准进行优劣判定。

此外，本发明的第17项的辐射功率测定装置，在第13项记载的辐射功率测定装置中，其特征在于，包括：

第1调整构件，将所述被测物和所述接收天线中的至少一个的位置沿着XYZ轴线中的一个轴线进行位置调整；

存储部，在每次将所述被测物和所述接收天线中的至少一个的位置沿着XYZ轴线中的一个轴线进行位置调整时，存储所述第3测定值；

基准天线，代替所述被测物而设置并接收信号供给，从而辐射电波；

第2调整构件，将所述接收天线中的至少一个的位置，沿着XYZ轴线中的至少一个轴线进行位置调整；

存储部，在每次将所述接收天线中的至少一个的位置，沿着XYZ轴线中的至少一个轴线进行位置调整时，存储所述第4测定值；以及

运算部，基于所述第3测定值、第4测定值、所述基准天线的反射系数以及损耗，计算所述被测物在应测定的所述规定频率范围内的总辐射功率。

发明效果

在这样的本发明中，是使被测物的电波的辐射中心与将椭圆以通过其2个焦点的轴线为中心旋转而得到的椭圆球状的金属的壁面(11)所包围的封闭空间(12)的一个焦点(F1)的附近与被测物的电波的辐射中心一致，且使从被测物辐射的电波在壁面反射而集中到配置在另一个焦点(F2)的位置的接收天线(15)，从而根据接收天线的输出信号来测定被测物的辐射功率的情况为基础，进一步使被测物和接收天线中的至少一个沿着通过两个焦点的轴线移动，从而将接收天线的输出信号功率设为最大，并将其作为第1测定值来存储，使代替被测物而设置并接收信号供给从而辐射电波的基准天线、以及接收天线中的至少一个沿着所述通过两个焦点的轴线移动，从而利用在接收天线的输出信号功率成为最大时得到的测定值和校正数据，计算被测物的总辐射功率。

因此，能够准确地测定总辐射功率，而不必意识多重反射，且不受被测物的尺寸和定向性等的影响。

此外，求出每个频率的最大功率，从而求出被测物的总辐射功率，因此能够准确地测定移动终端这样的宽频无线机的辐射功率。

此外，使被测物或基准天线与接收天线一同相对于2个焦点的中心对称地移动，因此能够有效地确定功率最大位置，测定效率高。

而且，在本发明中，仅通过存储规定的标准的频谱屏蔽，计算所述多个频率的总辐射功率值，就可短时间内简单地对是否满足规定的标准进行优劣判定。

此外，在本发明中，还包括：调整被测物的位置，不仅沿着轴线移动，还使被测物在与轴线不同的坐标轴上移动的构件，即使3维上移动的构件，从而进行被测物的位置调整，因此能够准确地求出被测物的最大功率，其结果可计算出精确度高的总辐射功率。

附图说明

图1表示用于说明成为本发明的基础的用于测定辐射功率的方法的示意图。

图2表示用于说明在图1所示的金属椭圆球的特性的示意图。

图3表示用于说明本发明的测定方法的示意图。

图4表示用于说明本发明的测定方法的示意图。

图5是表示本发明的第1实施方式的测定方法的流程图。

图6是表示本发明的第2实施方式的测定方法的流程图。

图7表示对根据本发明的测定方法显示的总辐射功率Pr的值和频谱屏蔽SM进行比较的图表。

图8是表示应用于UWB的频谱屏蔽的图表。

图9是表示本发明的实施方式中的相对于频率变化的反射系数和耦合度的变化的图表。

图10是表示在本发明的实施方式的测定方法中，在金属椭圆球内使天线沿着轴线对称地移动时的、相对于天线的移动距离ΔZ的反射系数和耦合度的变化的图表。

图11是表示在本发明的实施方式的测定方法中，在更大的天线中相对于频率变化的反射系数和耦合度的变化的图表。

图12是表示在本发明的实施方式测定方法中，更大天线中的使天线位置对称地移动时的反射系数和耦合度的变化的图表。

图13是表示本发明的比较法的测定方法的流程图。

图14A是用于说明本发明的实施方式的辐射功率测定方法的测定的示意图。

图14B是用于说明对通过图14A所示的辐射功率测定方法测定的测定值进行校正的方法的示意图。

图15是表示利用了本发明的比较法的校正法的测定方法的流程图。

图16是表示本发明的实施方式的辐射功率测定方法中的接收输出和信号发生器输出之间的关系的图表。

图17是表示在本发明的实施方式的辐射功率测定方法中，作为发送天线而利用了偶极天线(dipole antenna)和环形天线(loop antenna)时的反射系数的变化的图表。

图18是表示在本发明的实施方式的辐射功率测定方法中，作为发送天线而利用了偶极天线和环形天线时的耦合度的变化的图表。

图19是表示在图12所示的辐射功率测定方法的天线中，对耦合器内的横截面的一部分布置了电波吸收体时的反射系数的变化的图表。

图20是表示在图18所示的辐射功率测定方法的天线中，对耦合器内的横截面的一部分布置了电波吸收体时的耦合度的变化的图表。

图21是表示本发明的测定方法的从被测物的位置调整至总辐射功率的测定的一例的流程图。

图22是表示本发明的测定方法中的从被测物的位置调整至总辐射功率的测定能够的另一例的流程图。

图23是概略表示本发明的实施方式的测定装置的立体图。

图24是概略表示图23所示的耦合器的截面图。

图25A是表示本发明的实施方式的测定装置中的用于防止电波泄露的耦合器的结构例，并表示该耦合器被打开的状态的一部分截面图。

图25B是表示图25A所示的耦合器被闭合的状态的一部分截面图。

图26是概略表示本发明的实施方式的测定装置中的被测物和接收天线的支撑部的结构例的平面图。

标号说明

1......被测物、11......壁面、12......封闭空间、15......接收天线、15a......衬底、15b......元件、15c......平衡-不平衡变换器、16......同轴电缆、20......辐射功率测定装置、21......辐射功率测定用耦合器、22...下壳体、23......上壳体、25......第1内壁形成体、26......突缘、30......第2内壁形成体、31......突缘、40.......导向销、41......导孔、45......弹性凸缘、50......辐射体支撑部、51......可动支撑板、55......接收天线支撑部、56......可动支撑板、150......功率测定部件、160......基准天线、161......信号发生器、162......同轴电缆、180、181......移动装置、190......测定控制部、204......比较运算部、204......存储器、206......输入部、208......显示/输出部

具体实施方式

(辐射功率测定方法的说明)

以下，参照附图说明本发明的实施方式的用于测定辐射功率的方法以及其测定装置。

首先，说明在作为本发明的基本技术的所述的非专利文献3中表示的测定辐射功率的方法。将该非专利文献3作为本说明书的一部分引入本说明书中。

本发明的用于测定辐射功率的方法如基本上在非专利文献3中记载那样，对电波的测定利用如下几何光学性性质：在规定将椭圆进行旋转而形成的椭圆空间的金属制的壁面内，通过椭圆空间的一个焦点并在壁面反射的线段必定经过另一个焦点。

(基本原理的说明)

更具体说明本发明的用于测定辐射功率的方法的基本原理，如图1所示，在被以长轴线(或短轴线)为中心旋转椭圆A而得到的、形成为椭圆球状的金属性壁面11包围的封闭空间(椭圆球体状的空间)12中，若被测物1被配置为被测物1的电波的辐射中心大致与在旋转的轴线(长轴线或短轴线)上的第1和第2焦点F1、F2中的一个一致，例如与第1焦点F1的位置一致，则从被测物1向其周围辐射的电波W在壁面11上反射而集中在配置在另一个第2焦点F2的位置上的接收天线15。

其中，如图1所示，椭圆球是具有长轴长度2a和短轴长度2b的椭圆A以沿着长轴(z轴)而延伸并通过第1和第2焦点F 1、F2的轴线为中心旋转而形成，该椭圆球通过以下的算式来表示。

(x2/b2)+(y2/b2)+(z2/a2)＝1

考虑到几何光学，如图2所示，若将从一个第1焦点F1至壁面11的某个反射点R的距离设为L1，将从该反射点R至另一个第2焦点F2的距离设为L2，则其和L成为

L＝L1+L2＝2a，

无论从第1焦点F1向哪个方向辐射的光线，在壁面1反射一次的光线在同一个定时输入到第2焦点F2的位置。

该椭圆的离心率e成为

e＝[1-(b²/a²)]^1/2，

第1和第2焦点F1、F2的坐标z表示为

z＝±f＝±ae。

其中，与几何光学相同，即使是从第1焦点F1辐射的电波也同样集中到第2焦点。从而只要被测物1在第1焦点F1辐射电波，接收天线在第2焦点接收辐射电波，并检测来自接收天线15的输出信号S的功率，则就能够通过检测信号的处理而求出被测物1对周围辐射的总辐射功率TRP。

另外，当假设被测物1辐射单一频率的连续波，相对于其辐射功率而言，被测物1直接向接收天线15的方向辐射的电波(直达波)的功率小得能够忽略的程度，此外，输入到接收天线15的电波实质上无损地全部被接收天线15吸收的情况下，只要通过功率计测定接收天线15的输出信号S的功率，则能够测定被测物1的总辐射功率TRP。

但是实际上如上所述那样，除了从被测物1辐射而在壁面11反射一次并到达第2焦点F2的接收天线15的一次波，该一次波的一部分再次在壁面11反射而返回第1焦点并进一步在壁面11反射而输入到第2焦点F2的接收天线15的二次波、以及更高次的电波输入到接收天线15。存在这样的多重反射时，在椭圆球空间的内部建立大的驻波，椭圆球空间内的电磁场具有复杂的分布，难以高精度地测定总辐射功率。此外，在这样的状态下，还存在被测物1的天线的输入阻抗也由于与椭圆球空间的耦合而与自由空间中的输入阻抗大不相同的问题。

为了解决该问题，在非专利文献3中，采用在椭圆球空间内设置电波吸收体，利用对短脉冲的突发信号进行时间性分割的方法等，从而仅分离提取一次波而测定总辐射功率的方法。

与该非专利文献3不同，在本发明的实施方式的方法中，使被测物和接收天线的位置沿着通过焦点F1、F2的轴线而可变，此外，代替被测物而配置的基准天线和接收天线的位置同样沿着通过焦点F1、F2的轴线而可变，并发现接收信号的功率成为最大的位置即两者的耦合度成为1的位置，基于此时的接收信号的功率等而测定被测物的总辐射功率TRP。

更详细地如图3所示那样建模进行说明。在该图3的模型中，负载ZL连接到接收天线15的天线端子，当输入功率Pin输入到发送侧天线100时从接收天线15对该负载ZL提供功率PL。若发送侧天线100的输入反射系数为Γ，则从该发送天线100输出反射功率Pr。从而，功率PL＝Pin(1-|Γ|²)成立。在图3所示的模型中，发送天线100和与接收天线15的位置沿着轴线可变，当输入反射系数Γ成为0(Γ→0)时，两者的耦合度C成为1，接收信号的功率PL成为最大。

如参照图3进行说明那样，不仅包括一次反射波还包括多重反射分量而将其全部的功率设为测定对象，从而发送侧天线100和接收天线15的耦合度C变大，得到更理想的测定结果。其中，通过将椭圆球状的耦合器的内部看做无损失，若发送侧天线100的输入反射系数Γ充分小，则反射功率Pr相对于输入功率Pin变小到能够忽视的程度。然后从发送侧天线100辐射的几乎全部功率应该提供到接收天线15侧的负载ZL。即能够实现耦合度为1(C＝1)的理想耦合器。与天线的大小和定向性无关地，该事项成立。

通过各种实验，确认耦合器内的发送侧天线100的反射系数Γ由于多重反射的影响而相对于频率大幅增减变化。其中，若将发送侧天线100和接收天线15的位置沿着椭圆的轴线而变化位移量Δz，则多重反射波的相位变化，发现能够使发送侧天线100的反射系数Γ最小的位置即接收天线15的接收输出的功率PL成为最大的位置，其最大功率PL相当于发送侧天线100的总辐射功率TRP，Pin＝PL(C＝1)成立。

在几何光学上可知，若在椭圆球镜的焦点上的波源稍微移位，则在镜面反射的波聚集在相对于椭圆球镜的中心点对称的位置。在电磁波的测定中，当然从焦点的位移量Δz越大聚焦性降低，但对称点上的功率密度成为最大。

如图4所示，考虑发送点(F1、A、B等)和接收点(F2、A’、B’等)沿着z轴从第1和第2焦点F1、F2对称地只偏移了变化量Δz的情况。在图4中，假设发送点F1偏移到发送点A或B，接收点F2偏移到接收点A’或B’。其中相对发送点A，接收点A’相当于对称的点，相对发送点B，发送点B’相当于对称的点。若将通过椭圆球空间的中心O并垂直于长轴Z的短轴所通过的反射面上的某一点设为P，则最长的路径长度APA’和最短的路径长度BPB’的相位差Δφ近似如下表示。

cosθ＝4keΔz    ......(1)

其中，k是频率(＝λ/2πλ：波长)，e是离心率。

因此，若使变化量Δz在某一范围内变化，则到达接收天线15的一次波和二次波、二次波和三次波、...相干扰，并产生波动。当它们在相同相位上相加的情况下在接收天线15接收的接收功率成为最大，若是反相位则被抵消。当接收功率最大的情况下，如上所述那样，发送侧的反射系数成为最小的关系成立。

相对于一次波的二次波、相对于二次波的三次波成为图4的路径长度的往返，因此最长路径长度和最短路径长度的相位差成为所述式(1)的2倍。若改变变化量Δz，使得该相位差成为2π以上，则其中必定包括波动的最大值和最小值。即，其条件成为如下。

(8eΔz)/λ≥1......(2)

另外，在上述的测定方法的基本原理中，应注意，由于只要在接收天线15接收来自被测物1的总辐射功率即可，因此反射从被测物1辐射的电波的金属壁面11不用完全定为椭圆球状的封闭空间12。即，椭圆球状的封闭空间12定为通过与椭圆的短轴平行的平面切断的形状即可，金属壁面11只要定为切断了该椭圆球状的空间的形状即可。相当于切断面的面只要通过电波吸收体或导体形成为平坦的面即可。其中，当相当于切断面的平坦面由导体形成的情况下，平面部分作为地(ground)来工作，由于接收功率没有变化，因此在计算总辐射功率时不需要考虑倍率。

此外，椭圆球状的空间也可以构成椭圆球状的部分空间的空间，即椭圆球包括椭圆的短轴以及长轴，采用平行于短轴的第1平面与在长轴的周围以长轴为中心将第1平面旋转90度而成的第2平面，由第1平面和第2平面划分椭圆球状的空间而成的部分空间，即椭圆球空间的4分之1的部分空间形状。当用于决定部分空间的切断面由电波吸收体形成的情况下，接收功率成为4分之1，因此只要在计算总辐射功率时乘以4倍即可。当用于决定部分空间的切断面由导体形成的情况下，平面部分作为地来工作，且接收功率不变化，因此在计算总辐射功率时不需要考虑倍率。

在本说明书和权利要求书的记载中，设称为椭圆球状的封闭空间的情况下，不仅包括完全的椭圆球状的空间，还包括是占据完全的椭圆球状的空间的一部分的封闭空间的情况，只要该一部分封闭空间构成完全的椭圆球状的空间的一部分即可。

另外，当耦合器形成为椭圆球空间的一半或4分之1的形状的情况下，可小型化、轻型化，容易移动和设置，而且，由于构成椭圆球空间的元件减少，因此还具有可低成本化的优点。

(第1实施方式的辐射功率的测定方法)

从以上的说明可知，在本发明的实施方式的用于测定辐射功率的方法中，如图5所示，首先，配置可辐射电波的被测物1，使电波的辐射中心大致与以通过第1和第2焦点F1、F2的轴线为中心旋转椭圆而得到的椭圆球状的金属壁面11所包围的封闭空间12的第1焦点F1的附近几乎一致，此外，同样将接收天线15配置为天线中心与封闭空间12的第1焦点F1的附近一致(步骤S1)。

从被测物1辐射的电波在壁面11反射而由配置在第2焦点F2附近的接收天线15中开始接收，根据从接收天线的测定端输出的输出信号开始测定被测物1的辐射功率(步骤S2)。

沿着通过2个焦点F1的轴线，连续或间歇地移动被测物1和接收天线中的至少一个或两个，并在接收天线15的测定端陆续测定被测物1的辐射功率，存储随着移动的测定值的变化(步骤S3)。其中，当被测物1和接收天线两者都移动的情况下，优选向互相接近的方向或分离的方向移动等距离Δz。

在该移动到达了规定的距离的时刻，检索到接收天线15的输出信号功率成为最大的测定值，从而计算被测物的总辐射功率(步骤S3)。

(第2实施方式的辐射功率测定方法)

图5所示的测定方法也可以如图6所示那样，也可以包括总辐射功率是否满足频谱屏蔽的标准的步骤。即，在如图6所示的测定方法中，在步骤S1中配置被测物1和接收天线15时，接着在步骤S5，预先对从所述被测物1辐射的电波，存储由规定频率和规定的输出强度构成的规定的标准的频谱屏蔽。

接着，在步骤S2开始接收天线中的输出信号的测定，在步骤S3一边连续或间歇地移动被测物1和接收天线，一边在接收天线15的测定端陆续测定被测物1的辐射功率，并存储随着移动的测定值的变化。

在此后的步骤S4中，在移动到达了规定距离的时刻，检索接收天线15的输出信号功率成为最大的测定值，从而计算被测物的总辐射功率。

通过该步骤S4计算的总辐射功率与在步骤S5中存储的频谱屏蔽进行比较，并判定是否满足规定的标准的优劣(步骤S6)。

另外，用于存储规定的标准的频谱屏蔽的步骤S5不限定在如图6所示那样在紧接步骤S2之前，只要如步骤S6所示那样在与总辐射功率进行比较之前即可，例如，也可以在开始之前，预先对从所述被测物1辐射的电波，存储由规定的频率和规定的输出强度构成的规定的标准的频谱屏蔽。

即，在该辐射功率测定方法中，预先存储作为被测物1来利用的、例如作为移动电话的标准之一的IS-95的频谱屏蔽，进行该频谱屏蔽和多个频率中的总辐射功率的值Pr的比较，从而能够判定是否满足标准的优劣。

此外，当步骤S6的判定结果为多个频率中的总辐射功率的值Pr满足标准的情况下，用于辐射功率测定装置的显示器(未图示)的画面上例如显示通过(Pass)。当步骤S6中的判定结果不满足标准的情况下，也可以在用于辐射功率测定装置的显示器(未图示)的画面上，例如显示失败(Fail)的同时，还显示不满足标准的频率和其总辐射功率Pr的值。

而且，对于不满足标准的总辐射功率Pr，也可以在用于辐射功率测定装置的显示器(未图示)的画面上，显示与标准的值之间的差异值。

此外，也可以构成为，对辐射功率测定装置外的计算机等能够输出这些判定结果。

另外，在这样的辐射功率测定方法中，所述的测定、计算例如通过利用频谱分析仪(spectrum analyzer)，以图7所示的频谱显示为基础而进行处理。图7表示在被设定的测定频率中，将总辐射功率Pr的值与频谱屏蔽SM进行比较的结果。

然后，也可以代替以上所述的特征，利用由测定频率、总辐射功率Pr以及与频谱屏蔽对应的功率值构成的表来进行处理。

图8表示对UWB应用的频谱屏蔽。

UWB通过在从几百MHz至几GHz的非常宽的频带发送非常短时间的脉冲状的信号，从而可进行在短距离内的高速数据通信。

但是，UWB由于预料到与其他通信重叠频带的部分的干扰，因此规定必须搭载与其他通信方式的干扰回避技术(DAA：Detect and Avoid)，为了满足该要求而规定了如图8所示的频谱屏蔽。

在UWB设备中，要求具有满足如该图8所示的频谱屏蔽的特性，在本发明的实施方式的辐射功率测定方法中，可简单且短时间内判定是否满足这样的频谱屏蔽的优劣。

(仿真结果的说明)

图9和图10表示基于上述的测定方法进行了仿真的结果。

图9表示在准备具有长轴全长40cm(2a＝4λ)、离心率e＝0.5的椭圆反射镜(椭圆球体的封闭空间11)，并配置用于辐射频率为3GHz的发送波的半波长偶极发送天线和用于接收该发送波的半波长偶极接收天线使得其中心与反射镜中的第1和第2焦点一致时的、发送接收的仿真结果。在图9中，实线表示发送天线的反射系数(S11)，虚线表示用于表示在接收天线接收的功率相对于从发送天线辐射的功率的比例的耦合度(transmission)(S21)。根据该图9，能够容易知道在中心频率3GHz，反射系数(S11)增大为0[dB]，耦合度(S21)变小到-50[dB]。

图10表示发送接收天线沿着z轴，对于中心(z＝0)对称地移位了变化量Δz时的3GHz的反射系数和耦合度的变化。其中，变化量Δz为正表示使发送点和接收点从第1和第2焦点互相分离地向外侧移动发送点和接收点时的反射系数和耦合度的变化，变化量Δz为负表示使发送点和接收点从第1和第2焦点互相接近地向内侧移动发送点和接收点移动时的反射系数和耦合度的变化。

在图10中可知，当发送点和接收点互相接近地移动到Δz＝-20mm时，发送天线的反射系数下降到-20dB，耦合度几乎为0dB(＝1)。此外，当发送点和接收点互相分离地移动到Δz＝+20mm时，反射系数进一步下降到-30dB，耦合度更接近0dB。可知在变化量Δz为20mm～50mm的范围内，即使移位发送点和接收点，反射技术也保持-20dB以下，耦合度几乎保持0dB。从而，只要通过发送接收天线的移位，将发送接收天线的位置设定为接收功率成为最大，则在该位置，发送天线的反射系数充分小，从而成为耦合度几乎为0dB的状态。该发送接收天线的配置中的接收功率相当于从发送天线辐射的总辐射功率(TRP)。

图11和图12表示在具有长轴全长50mm(2a＝5λ)、离心率e＝0.5的椭圆反射镜中的仿真结果。在该图11和图12中，虽然在Δz＝-15mm时反射(S11)变小，但只达到-10dB，不能说充分小。但是，若设定为Δz＝+50mm，则可知反射也充分小，且耦合度(S21)几乎成0dB。从而，判断该Δz＝+50mm的位置成为天线的最佳位置。

在上述的仿真中，发送接收天线对第1和第2焦点每次向外侧移位某变化量Δz，但发送接收天线也可以向内侧移位。即，发送接收天线从焦点的位置分别向内侧移位2Δz也得到同样的效果。此时，能够将焦点距离增大，即，将离心率选择为较大。其结果，能够设为即使长轴全长一定，短轴长比较短的扁平的椭圆镜，能够使椭圆镜耦合器所占体积小。

(比较法的说明)

实际在测定如移动终端那样的被测物1的总辐射功率时，通过利用以下的比较法，可更加正确地进行测定。

在比较法中，如图13所示那样执行用于测定的处理。如图14A所示，首先被测物1的辐射中心和接收天线15的中心配置在第1和第2焦点F1、F2的位置。此后，一边使被测物1的辐射中心和接收天线15的中心的位置沿着通过焦点的轴线而对称地偏离，一边测定接收天线15的输出信号的功率(步骤S10)。通过该测定发现功率成为最大的位置，此时的最大功率作为为第1测定值P1而存储在存储器中(步骤S11)。

另外，在图14A和图14B所示的测定系统中，作为用于测定接收天线15的输出信号的功率的功率测定步骤150，一般利用频谱分析仪等功率测定器150b。以通过这样的功率测定器150b测定伪辐射等低电平辐射作为前提，在功率测定器150b的前级设置LNA(低噪声放大器)150a。

接着，如图14B所示，代替被测物1而在椭圆球状的耦合器内配置具有反射系数Γ的特性已知的基准天线160(步骤S12)。该基准天线160经由已知损耗(Lc)的电缆162而连接到设置在外部的信号发生器161上，从信号发生器161对基准天线160提供与被测物1的辐射功率的频率相同频率(或其中心频率)的信号，从而从基准天线160辐射电波。与上述相同，两个天线的位置对称地偏离而测定接收天线15的输出信号(步骤S12)。在该测定中，基准天线160的位置和接收天线的功率被存储到存储器中。决定接收天线的功率成为最大的基准天线160和接收天线的位置，在该位置设定基准天线160和接收天线(步骤S13)。然后，设定信号发生器161的输出，使得该最大的接收信号功率与存储在存储器中的值P1相等，并存储该输出值作为第2测定值P2(步骤S14)。

然后，通过以下的运算来求出被测物1的总辐射功率TRPz(步骤S 15)。

TRPz＝P2·Lc(1-|Γ|2)......(3)

其中，通过该测定而得到的总辐射功率TRPz相当于沿着z轴线的偏振分量的总功率，当被测物1为偶极天线那样只具有z轴偏振分量的情况下，能够将该总辐射功率TRPz看做总辐射功率。但是，当被测物1辐射其他的偏振分量的情况下，对x轴偏振分量和y轴偏振分量也进行上述的测定，求出其总和

TRP＝TRPz+TRPx+TRPy。

(利用了比较法的校正法)

利用了该比较法的校正法是一般的方法，是在点频率时有效的方法。但是被测物为实际的移动终端那样的无线机时信号被调制，必须测定对于各频率分量的TRP。从而，实施利用了如图15所示的比较法的校正法。

作为功率测定部件150而利用的频谱分析仪等接收机中由于频率扫描的时间非常短，因此如图15所示，当测定测试器(被测物1)的TRP的情况下，首先将测试器和接收天线15设定在预先决定的位置的组合之一(步骤S31)。进行接收机的频率扫描，测定预先决定的多个离散频率点上的接收功率，并将数据存储在存储器中(步骤S32)。

接着在步骤S33，确认是否完成了在预先决定的测试器和接收天线15的位置的组合上的全部测定(步骤S33)。当没有完成全部测定时，替代预先决定的位置的组合而再次执行步骤S31和步骤S32。若预先决定的位置的组合已完成，即对测试器(被测物1)和接收天线15的全部的位置的组合实施了步骤S31和步骤S32的处理时，取得接收功率的数据。从这些多个数据中提取各离散点的频率下成为最大的接收功率，得到频率比最大接收功率POUT(f)的数据而存储在存储器中(步骤S34)。

接着，经由电缆162将基准天线160连接到信号发生器161，形成校正系统，并执行与上述相同的步骤S35～S37的处理从而得到频率比最大接收功率PCAL(f)的数据，从而存储在存储器中(步骤S38)。此时信号发生器161的输出Ps预先被设定为适当的值。此外，另外预先测定电缆162的损耗Lc和基准天线160的反射系数Γ等。

若以dB来表示测定值，则测试器的TRP通过以下的式(4)来求出。另外，在式(4)中，需要注意电缆损耗和有关反射的dB值为负的情况。

[TRP(f)]dBm

＝[PDUT(f)]dB-[PCAL(f)]dB+[Ps(f)]dBm

+[Lc(f)]dB+|1-Γ2(f)|dB    ......(4)

以上适用于接收机输入处于直线动作的范围内的情况，但作为功率测定器150来利用的接收机中存在非线性，当输入范围宽的情况下还需要对于输入信号电平的校正。相对于此，通过改变信号发生器161的输出电平而重复与上述的相同的测定，从而对每个频率求出如图16所示的校正曲线，并利用其决定测试器的总辐射功率TRP(步骤S39)。

具体来说要求出校正曲线，首先将信号发生器161的输出电平设定为一个值，利用基准天线160和接收天线15的位置移位法和频率移位，求出每个频率的最大接收功率。接着改变信号发生器161的输出电平而对多个信号电平进行同样的测定。

这样对每个频率求出的曲线为在图16中由虚线表示的A。对其进行了电缆损耗和反射系数的校正的曲线为曲线B，其成为TRP的校正曲线。若利用该校正曲线，则当例如设对测试器求出的最大接收功率为点C时，求出的测试器TRP点为D。

为了以上说明的辐射功率测定法成立，以接收天线15的耦合度相对于被测物1和基准天线160不变为条件。从图9和图11中可知产生周期波动。这些波动是由于在椭圆镜中往返发送接收天线之间的电波与在壁面反射的电波之间进行干扰而产生的，因此决定于椭圆镜的形状和频率，认为基本上不依赖于发送天线和被测物的形状。

(基于天线形状的仿真结果)

图17和图18表示用于确认接收天线15的耦合度相对于被测物1和基准天线160不变的条件的仿真结果。在图17和图18中，分别比较了将半波长偶极天线和方形环形天线这样形状不同的天线作为发送天线时的反射系数和耦合度。

该例中，在发送接收具有中心频率7.5GHz(λO＝40mm)的电波，且耦合器具有长轴全长2a＝3.35λO和离心率e＝0.3，发送接收天线配置在第1和第2焦点位置的条件下，求出了反射系数和耦合度。

根据图17和图18所示的结果可知，耦合度具有对于两个天线大致一致的频率特性。但是，如图18所示，可看到反射系数在几个频率下剧烈下陷。因此在这样的频率下测定不稳定，误差变大。此时，利用所述的发送天线的移位法，调整发送接收天线的位置，使得在测定对象的频率下耦合度高且频率特性平坦，则能够进行高精度且稳定的测定。

而且，为了避免这样的不稳定现象，在耦合器内部安装如非专利文献3中所示那样的电波吸收体为有效。

图19和图20表示在图12和图17的模型的耦合器内的切断面的一部分布置了电波吸收体时的反射系数和耦合度的特性。通过在耦合器内设置电波吸收体，多重反射波被吸收而衰减，因此全体的耦合度将下降，但波动减小从而能够进行稳定的测定。此外，从该图19和图20也可知道对于偶极天线和方形环形天线的形状不同的天线的耦合度的频率特性一致。当然即使在此时，也可以对耦合度下陷的频率通过发送接收天线的移位法提高耦合度而进行测定，尤其在低电平的辐射测定中有效。

上述的例子是电波吸收体布置在耦合器内的切断面的一部分的情况，但除此之外考虑将电波吸收体材料均匀涂抹在椭圆镜内壁的全面。若如上述例子那样在特定的部分设置电波吸收体，则存在由于测定器和基准发送天线的定向性的影响而吸收量产生差异的顾虑。但是，当在椭圆镜内壁全面均匀地涂抹电波吸收材料的情况下，能够避免该问题。作为电波吸收体，例如能够利用环氧橡胶等橡胶系列树脂材料。

(第3实施方式的辐射功率的测定方法)

该第2实施方式的辐射功率的测定方法不同之处在于，所述的第1实施方式中的接收天线15的测定端开始测定总辐射功率至测定完成的步骤S2和S3不限于连接第1和第2焦点F1、F2的轴线(z轴)，而是沿着与该轴线正交的其他轴线(y轴和x轴)实施。

即，在所述接收天线15的测定端测定总辐射功率时，首先，选定互相正交的3维坐标轴中的至少一个轴线例如相当于正交于z轴的y轴的轴线，从而沿着该选定的轴线将所述被测物1的位置进行位置调整。

接着，沿着该位置调整的轴线执行步骤S1至步骤S4，从而测定辐射功率而存储在存储器中。

同样，选定3维坐标轴中的另一个轴线例如相当于正交于z轴的x轴的轴线，并沿着该选定的轴线进行位置调整，沿着该位置调整的轴线执行步骤S1至步骤S4，从而测定辐射功率而存储在存储器中。

最后，选定3维坐标轴的剩余的一个轴线例如相当于z轴的轴线，沿着该选定的轴线进行位置调整，沿着该位置调整的轴线执行步骤S1至步骤S4，从而测定辐射功率而存储在存储器中。

此后，与步骤S4相同，检索存储器而提取被测物1的总辐射功率作为最大值。

选定3维坐标轴的每个轴线而求出被测物1的总辐射功率的测定方法并不限定于图5所示的测定步骤，也可以适用于图13和图15所示的比较法和利用了比较法的校正法。

在应用比较法时，如图13所示，关于被测物1，对3维坐标轴的每个轴线实施步骤S10和步骤S11，并同样关于基准天线，对3维坐标轴的每个轴线实施步骤S12，此后，如步骤S13所示那样，基准天线被设置在最大功率测定位置，并实施步骤S14和步骤S15即可。

此外，在利用了比较法的校正法中，关于被测物1对3维坐标轴的每个轴线实施步骤S31至步骤S34，同样关于基准天线对3维坐标轴的每个轴线实施步骤S35至步骤S38，此后，如步骤S39所示，求出校正曲线而决定总辐射功率即可。

这样的本发明的第3实施方式的辐射功率测定方法中，被测物1的位置调整基于以下的理由。

当被测物1从偶极天线这样比较理想的天线辐射电波时，电波的辐射中心成为偶极天线的供电点。此时，能够容易确定电波的辐射中心。

但是，实际上在各种各样的被测物1的测定中，每一机种被测物具有固有的天线位置，对于每一机种，包括被测物1的框体的影响的来自被测物1的电波辐射模式和其电波的辐射中心也不同。从而，若仅被测物的外观大致与椭圆球空间内的焦点的位置一致，则意味着被测物1并不一定配置成被测物1的电波的辐射中心大致与椭圆球空间内的焦点F1的位置一致。例如，当被测物1是具有1/4波长的辐射元件的移动型无线机，且其使用频率的波长相对于该无线机的框体非常短的情况下，由于框体的影响，存在电波的辐射中心相对于天线的供电点更偏向于框体的倾向。

此外，被测物1有天线为内置型的情况。此时，不能基于外观来判别天线的位置，而且从外观来看也不能知道被测物1的哪个部分为电波的辐射中心的情况较多。即，根据被测物1的外观难以将被测物1的电波的辐射中心配置为大致与焦点F1的位置一致。

在椭圆球空间内，如上所述，当被测物1的电波的辐射中心不与椭圆球空间内的焦点F 1的位置大致一致时，不能准确求出被测物1的最大功率。为了准确求出被测物1的最大功率，测定装置不仅沿着轴线(沿着z轴的轴线)移动，还需要具有在不同于轴线的坐标轴上移动的功能以及3维移动的功能。此外，优选如实施被测物1的位置调整而作为第3实施方式的辐射功率的测定方法进行说明那样，正确地求出被测物1的最大功率。

(被测物1的位置调整的动作例1(手动))

被测物1的位置调整部件通过例如上述的专利文献2(特开2006-322921)的图7所示那样，能够沿着XYZ轴线中的至少一个轴线对被测物1手动进行位置调整的构件来实现。

以下说明将该结构作为被测物1的位置调整部件的一例来使用的情况的动作例。

当作为被测物1的位置调整部件的一例而使用如上述的专利文献2的图7所示那样的位置调整结构的情况下，被测物1的位置沿着XYZ轴线的至少一个轴线手动地被位置调整到规定位置。在每个位置调整中，在接收天线天线15测定输出信号，检索来自接收天线15的输出功率成为最大的被测物1的位置。

另外，作为被测物1的位置调整部件，不限定于上述的专利文献2的图7所示的构件，也可以是将被测物1沿着XYZ轴线的至少一个轴线能够手动进行位置调整的构件。

另外，也可以如上述专利文献2的图7所示那样在载置部和与其对应的孔，有与机种对应的英文字符或可识别的标记，使得在被测物1的规定机种中，在检索到被测物1的位置良好的位置后，在对该规定机种再次检索时也能够在该位置进行测定。

此时，在专利文献2的图7中，通过判定被测物1的位置良好的位置是规定的英文字符所表示的位置，从而以从载置部的孔露出的基准面的字符作为目标，能够容易再次设定到被测物的位置良好的位置。

(被测物1的位置调整的动作例2(自动))

作为在上述的被测物1的位置调整的动作例1中使用的被测物1的位置调整部件的构件可以通过外部包括的第1和第2结构180、181自动调整其位置。即，位置调整部件还包括沿着XYZ轴线中的至少一个轴线驱动的结构，被测物1的位置也可以根据来自图23所示的作为控制部件的测定控制部190的驱动信号而自动调整。

在随着该自动调整的被测物的总辐射功率的测定中，作为一例执行图21所示的测定动作。

首先，被测物1在开始发送连续波的状态下被测物1的动作按钮被按下(步骤S41)。在该状态下被测物1放置在位置调整部件(位置调整构件)上，被位置调整而放置在第1焦点附近(步骤S42)。该被测物1通过位置调整而使其位置在规定轴线上移动规定量Δz并停止(步骤S43)。在该停止状态下测定从接收天线输出的辐射功率，并如已叙述那样在存储器中存储测定功率。该测定功率与已经被测定的测定辐射功率进行比较，确认是否比存储器中的测定辐射功率大。当第一次测定从接收天线输出的辐射功率时，与存储器中的参照功率(阈值)进行比较(步骤S44)。若测定功率比其他的测定功率或比参照功率小，则再次返回步骤S42。然后被测物1再次通过位置调整构件移动某距离ΔZ而停止(步骤S42)。在每次基于位置调整构件微动时，在存储器中存储测定功率，当被测物1在某范围内移动时，存储器中的测定功率被比较，决定最大的测定辐射功率，决定输出该最大的测定辐射功率的被测定物1的位置(步骤S44)。

接着，将该最大的测定辐射功率作为测定值，从该测定值如已经说明那样决定总辐射功率，从而处理结束(步骤S45和步骤S46)。

代替图21，如图22所示那样，步骤S42和S43的处理也可以先于步骤S41的处理执行。即，也可以如下：被测物1放置在位置调整部件(位置调整结构)上，该被测物1通过位置调整构件而使其位置在规定轴线上移动规定量ΔZ，从而放置在第1焦点附近(步骤S43)，此后，被测物1开始发送连续波(步骤S41)。在该发送后，从步骤S44至步骤S46的处理与图21所示相同，因此省略其说明。

接着，将被测物1设置在被测物1的位置调整部件(步骤S53)。

(辐射功率测定装置的说明)

图23表示基于上述测定原理的辐射功率测定装置20的全体结构。

该辐射功率测定装置20如已经根据测定原理的说明理解那样，包括用于测定辐射功率的辐射功率测定用耦合器(以下，简单称为耦合器)21，该耦合器21中配置有接收天线15和被测物1或代替被测物而使用的基准天线(发送天线)160。接收天线15上连接有用于测定从接收天线15输出的功率的功率测定部件150，被测物1或基准天线(发送天线)160上经由同轴电缆162连接有对基准天线(发送天线)160输出发送功率的信号发生器161。信号发生器161连接在用于控制该信号发生器161的测定控制部190，测定控制部190连接到用于分析在功率测定部件150中测定的测定功率的功率测定部件150。此外，为了对用于使接收天线15和被测物1或基准天线(发送天线)160沿着连接第1和第2焦点F1、F2的轴线移动的第1和第2移动结构180、181进行移动控制，测定控制部190连接到第1和第2移动结构180、181。

该测定控制部190包括比较运算部202和存储器204，在执行上述的各种测定方法时测定的辐射功率存储在该存储器204内的区域，通过比较运算部202分析测定数据。更具体地说，比较运算部202执行图5、图6、图13、和图15所示的分析处理。例如，在该比较运算部202，将测定辐射功率与存储在存储器中的其他测定辐射功率进行比较，且将比较结果存储在存储器中。此外，比较运算部202根据测定功率通过运算而运算出总辐射功率，从而存储到存储器204中。此外，在存储器204的其他的区域，还存储频谱屏蔽。

在该测定控制部190上经由接口(未图示)连接有输入部206，从该输入部206输入各种参数，并经由该输入部206被赋予动作指示。此外，测定控制部190上连接有显示/输出部208，在该显示/输出部208通过测定控制部190显示图23所示的频谱屏蔽，且还显示通过比较运算部202求出的测定结果。

耦合器21包括用于包围椭圆球状的封闭空间12的金属制壁面11。其中，耦合器21以测定对象的下限频率为基础决定其尺寸，椭圆球状的封闭空间12形成为至少具有测定对象的下限频率的4波长的长轴。其中，下限频率优选能够测定300MHz以上的频率即可，在实际使用中能够测定800MMHz至2GHz为好。被测物1或基准天线160通过可联动于第1移动结构180而移动的支撑部50可装卸地支撑在耦合器21的封闭空间12内的轴线上，通过该第1移动结构180，被测物1的辐射中心或基准天线160的大致的辐射中心位于第1焦点F1的位置上。同样，接收天线15通过可联动于第1移动结构181而移动的支撑部55而可装卸地支撑在耦合器21的封闭空间12内的轴线上，通过该第2移动结构181，接收天线15的辐射中心位于第2焦点F2的位置。

如图23和图24所示，耦合器21具有可从上下壳体22、23开关的结构，使得从耦合器21内的封闭空间12放入或取出被测物1、基准天线160、接收天线15。即，耦合器21形成为可分离下壳体22和上壳体23的开关式，在下壳体22的上板22a上形成椭圆状的开口孔(未图示)，在该开口孔上安装了具有相当于椭圆球状的封闭空间12的下半部的外周形状的内壁25a的第1内壁形成体25。内壁形成体25通过用于反射电波的金属板，金属网格板的按压加工，或在合成树脂的成形品的内壁设置金属膜等而形成，其上缘上，延伸设置了稍微向外侧延置而与开口孔的外缘重叠的突缘26，该第1内壁形成体25中，突缘26部分固定在下壳体22的上板22a上。

上壳体23的下板23a上也同样设置有椭圆形的开口孔(未图示)，在该开口孔，安装有第2内壁形成体30。第2内壁形成体30具有与第1内壁形成体25对称的形状，具有相当于椭圆球状闭空间12的上半部的外周形状的内壁30a，在其开口侧的缘部，延伸设置有稍微向外侧延伸而与上壳体23的所述孔的外缘重叠的突缘31，该突缘31部分固定在下板23a。第2内壁形成体30也通过用于反射电波的金属板、金属网格板的按压加工，或在合成树脂的成形品的内壁设置的金属膜等形成。

上壳体23、通过未图示的铰链构件和锁紧构件等而与下壳体22自由开关地连结，在关闭上壳体2使得与下壳体23重叠从而锁定时，如图24所示，第1内壁形成体25和突缘26和第2内壁形成体30的突缘31整体上无缝隙地面接触，从而各个内壁25a、30a连结，形成由所述的壁面11所包围的椭圆球状的封闭空间12。

另外，下壳体22和上壳体23上形成有用于在关闭时使上下内壁形成体25、30以不偏移的状态重合的定位结构(例如图那样导向销40和放进导向销40的引导孔41)。

此外，如图25A所示，优先，在一个内壁形成体30的开口侧的内缘的几乎全部周围突出设置弹性凸缘45。如图25B所示，当内壁形成体30与其他的内壁形成体25重合时，该弹性凸缘45与内壁形成体25的开口侧的内缘全部周围接触，覆盖内壁形成体25、30的突缘26、31的接触部分，能够减少在该接触部产生了隙缝时的电波泄露等。

在图23和图24所示的结构中，表示了下壳体22的上板22a和第1内壁形成体25、上壳体23的下板23a和第2内壁形成板30分别独立构成的例子，但是下壳体22的上板22a和第1内壁形成体25、上壳体23的下板23a和第2内壁形成体30和上板22也可以由相同材料形成为一体。此外，这里第1内壁形成体25和第2内壁形成体30的外周形状设为椭圆外周形状，但也可以形成为内壁25a、30a具有沿着所述椭圆球的内面，外观形状可以形成为任意的形状。

如图23、图24以及图26所示，在第1内壁形成体25的开口面上的第1焦点F1的附近位置，设有用于在封闭空间12中支撑被测物1和基准天线160的辐射体支撑部50。同样，在第1内壁形成体25的开口面上的第2焦点F2的附近位置，设有用于支撑接收天线15的接收天线支撑部55。

辐射体支撑部50可装卸地支撑被测物1和基准天线160，使得能够从被测物1和基准天线160的辐射中心与焦点F1的位置大致一致的基准位置沿着连接第1和第2焦点F1、F2的轴线移动。辐射体支撑部50包括可沿着连接第1和第2焦点F1、F2的轴线移动的可动支撑部51、用于在该可动支撑部51上固定辐射体的固定器具52、以及用于防止可动支撑部51下降的底座53。另外，这些各结构部件由电波的透射率高(介电常数接近1)的合成树脂材料构成。

固定器具52例如通过对电波传播没有影响的伸缩自如的带将被测物1或基准天线160固定在可动支撑板51上的规定位置。另外，该可动支撑部51的外侧端部突出设置了用于在内壁形成体25中贯通滑动的轴部51a，该轴部51a连结到设置在内壁形成体25的外侧的第1移动装置180。

第1移动装置180例如由步进电动机(stepping motor)和传动构件等构成，对连结的轴部51a传递沿着椭圆轴的方向力而能够使可动支撑板51移动指定的距离。

另外，在支撑基准天线160时，例如形成贯通可动支撑部51的轴部51a的内部的孔，以便能向外部引出信号供电用的同轴电缆161，

此外，接收天线支撑部55也与辐射体支撑部51相同，由对电波的透射率高的合成树脂材料形成，包括可动支撑部56、用于防止可动支撑板56下降的底座57、以及用于在可动支撑板56上固定接收天线15的固定器具58。

这里，接收天线15一般是通过对基板15a蚀刻处理而印刷形成天线元件15b 的天线，用于固定它的固定器具58例如由不改变接收天线15的特性的合成树脂性质的螺丝或夹子构成，接收天线15的天线元件的辐射中心固定在可动支撑板56上的连接第1和第2焦点F1、F2的椭圆轴上的位置。

在支撑该接收天线15的可动支撑板56上，也在其外侧端部突出设置有在内壁形成体25中贯通滑动的轴部56a，该轴部56a连结到设在内壁形成体25的外侧的第2移动装置181。

第2移动装置181具有与第1移动装置180相同的结构，对连结的轴部56a传递沿着椭圆轴的方向的力，使得可动支撑板56移动。

另外，例如在可动支撑板56的轴部56a的内部形成贯通的孔，使得能够将接收天线15的同轴电缆16向外部引出。此外，如图26所示，当接收天线15为偶极系列或环形类的平衡型的情况下，经由插入到供电点的平衡-不平衡变换器15c而连接不平衡型的同轴电缆16。

另外，这里，设为辐射体(被测物或基准天线160)和接收天线15都能够移动，但也可以是其中一个维持固定在焦点附近位置而不变的状态，另一个通过移动装置移动。

第1、第2移动装置180、181通过测定控制部90控制为，在基准位置例如第1和第2焦点F1、F2和各可动支撑板51、56的安装天线基准位置一致的情况下，相对于该第1、第2焦点F1、F2的位置相互相反方向移动。

作为接收天线15，虽然理想的是对全方位具有相同增益的天线，但实际上不存在，因此实际上是元件15b的长度相对于波长充分短且定向性比较宽的图26所示的偶极天线或拓宽其元件宽度而宽带化的回转波天线(bow-tieantenna)等。此外，作为偶极型也可以使用装在同轴管中的偶极天线(sleeveantenna)。装在同轴管中的偶极天线在配置为向z轴方向延伸时，由于在z轴方向上有无效(null)分量，因此更优选，在耦合器内沿着z轴方向配置装在同轴管中的偶极天线。

偶极类的天线时，相对于元件15b的长度方向的增益非常小，因此利用其定向性，如图26所示，通过使元件15b的长度方向与被测物1的辐射中心方向(焦点F1方向)一致，从而能够减少从被测物1至接收天线15的直达波的影响。此外，是偶极系列的天线时，其元件的长度方向是主偏波，对于与其正交的交差偏波分量的增益非常小(所谓单一直线偏波)。

此外，测定对象的UWB终端或RFID标签(tag)的天线按直线偏波被设计，辐射功率的大部分为单一直线偏波分量，对其加上一点点交差偏波分量。从而，当被测物1是可忽略交差偏波分量的单一直线偏波时，决定被测物1的方向，使得其偏波方向与接收天线15的主偏波方向一致，并固定即可。

此外，在测定对象的被测物1不是单一偏波，即在测定对主偏波分量来说交差偏波分量的功率不能忽略的电波时，首先决定被测物1的方向，使得被测物1的主偏波方向与接收天线15的主偏波方向一致，从而利用所述的移动方法测定最大功率，接着，决定被测物1的方向使得被测物1的交差偏波方向与接收天线15的主偏波方向一致，从而利用移动方法测定最大功率。

然后，对基准天线也进行同样的2种测定，调整各偏波方向的功率之间相等的信号发生器70的输出电平，根据所述运算求出被测物1的各偏波方向的辐射功率，从而将它们合计而求出总辐射功率即可。

另外，作为未图示的接收天线15，只要采用能够同时接收正交的偏波分量的环形天线或正交2元件偶极，就能够通过一次测定求出被测物1的总辐射功率。此外，通过改变被测物1的姿势或改变接收天线15的方向，求出各偏波分量的辐射功率，将其合计，从而能够求出总辐射功率。此时，若将能够旋转接收天线15的结构加装在所述移动装置181上使得如上所述那样能够改变偏波方向就会很方便。

在该接收天线15接收的信号S经由同轴电缆16而输出到耦合器21的外部。

另外，随着用于支撑接收天线15的可动支撑板56的移动而同轴电缆16也移动，但通过使用在同轴电缆16中至少处于耦合器21的外侧的部分具有可挠性的电缆，不妨碍可动支撑板56的移动就能够连接到功率测定部件150。这对连接到基准天线160的同轴电缆162也一样。

功率测定部件150能够使用宽频的功率计或频谱分析仪、具有频率选择性的接收机等，也可以如所述那样并用LNA。

此外，测定控制部190根据所述的测定方法，进行各移动装置180、181的控制、信号发生器161的电平控制、对于功率测定部件150的输出的运算处理，并计算被测物1的TRP。

首先，打开耦合器21而将被测物1支撑在成为辐射体支撑部51的基准的位置，在关闭耦合器21的状态下，将该被测物1和接收天线15分别在焦点的附近且以焦点F1、F2为中心对称移动，从而使接收天线15的输出信号功率成为最大，并将其作为第1测定值P1而存储。

接着，打开耦合器21而代替被测物1设置基准天线160，经由同轴电缆162而与信号发生器161连接从而关闭耦合器21，在该状态下从信号发生器161输出与被测物1输出的电波相同频率(或其中心频率)的信号，使基准天线160和接收天线15沿着和所述同样的椭圆的轴而对称移动，从而决定接收天线15的输出信号功率成为最大的位置，并可变控制信号发生器161的输出电平，使得此时的功率值与第1测定值P1相等，并将该信号输出值作为第2测定值P2来存储。

然后，基于包括第1测定值P1、第2测定值P2、基准天线160的已知的反射系数Γ以及电缆等的损耗Lc，根据所述式(3)计算被测物1的总辐射功率。

其中，如上所述，通过该测定而得到的总辐射功率TRPz是沿着z轴的偏波分量的全功率，当被测物1如偶极天线那样只有z轴偏波分量时，该全辐射管理TRPz成为总辐射功率，但当被测物辐射其他偏波分量时，对x轴偏波分量、y轴偏波分量进行上述测定，并求其总和。

TRP＝TRPz+TRPx+TRPy

另外，在上述辐射功率装置的动作说明中，说明了固定频率时的测定方法，但也可以使用以下的测定方法。

即，在将被测物1和接收天线15设定在规定的可动范围内的任意的离散点的状态下，将被测物1和接收天线15的位置移动到所有的离散点上而进行在规定范围内扫描接收信号的频率，获取该各频率的接收信号电平的处理，并求每个位置的频率频谱数据，从该数据中求出各测定频率中的最大接收功率。

然后，代替被测物1而使用基准天线160，并进行上述同样的测定，对各频率进行所述运算处理，从而能够求出对各频率的所述辐射功率。

另外，上述耦合器21的结构是一实施例，但若考察用于形成椭圆球的空间的壁面被分割的方向，则如上所述，当偶极天线的元件的长度方向和椭圆长轴一致时，流过壁面的电流沿着包括椭圆长轴的经线面的方向流过。

从而，在如上所述那样沿着长轴的平面上分割椭圆球状的封闭空间而形成内壁形成体25、30时，通过该分割而产生的隙缝的方向和所述的电流的流向平行，从而不遮断电流，因此能够抑制电波从该缝隙泄露。

其中，考虑到利用共通的耦合器21，测定流过壁面的电流方向完全不同的特性的被测物1的情况时，难以防止电波从壳体的分割面的缝隙泄露的情况，因此如上所述，利用弹性凸缘45覆盖突缘26、31的接触部分(分割面)，从而在2个内壁形成体25、30的重合的部分设置重叠(overlap)部等，从而很好地防止电波泄露。

产业上的可利用性

提供不受被测物的大小或定向性等影响就能够正确地测定总辐射功率的辐射功率测定方法、辐射功率测定耦合器以及辐射功率测定装置。