JP3572469B2 - Apparatus and method for measuring noise figure of amplifier connected to antenna - Google Patents

Description

【０００４】
但し、Ｔａ：アンテナの放射ノイズ温度，
Ｔｅ：増幅器のノイズ温度，
ｋ：ボルツマン係数、及び
ＧＴ：増幅器の伝達利得、
である。この（１）式をＴｅを解く型に変型し、Ｔｅを一般のノイズ指数ＮＦ定義式に代入し増幅器のノイズ指数ＮＦを求める。
【０００５】
【数２】

【０００６】
ここで、Ｔｏは周囲温度〔ｋ〕であり、２９０〔ｋ〕としている為、（３）式は次式となる。
【０００７】
【数４】

【０００８】
（４）式に必要なＧＴは、ネットワークアナライザを使用し、比較アンテナ（アクティブアンテナと同一品）と標準アンテナの伝達係数Ｓ２１（ｐ），アクティブアンテナと標準アンテナの伝達係数Ｓ２１（ａ）を測定すると、次のように求めることができる。
【０００９】
【数５】

【００１０】
Γｐは比較アンテナのリターンロス（反射係数）である。Ｐｎはノイズフィギャーメータで測定する。このノイズ指数ＮＦの測定方法が、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ２ｎｄ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９３ Ｖｏｌ．２９ Ｎｏ．１８（米国刊行物）のｐｐ１５９４〜１５９６の、ＮＯＩＳＥ ＦＩＧＵＲＥ ＭＥＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＲＥＣＥＩＶＩＮＧ ＡＣＴＩＶＥ ＭＩＣＲＯＳＴＲＩＰ ＡＮＴＥＮＮＡＳ （Ｈ．Ａｎ， Ｂ． Ｎａｕｗｅｌａｅｒｓ ａｎｄ Ａ． Ｖａｎ ｄｅ Ｃａｐｅｌｌｅ） に説明されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の測定方法は、ノイズフィギャーメータとネットワークアナライザの両者が必要であり、測定器が多く、測定作業が複雑となる。また、アクティブアンテナの出力（増幅器出力）での絶対ノイズ電力密度Ｐｎの測定が必要であるが、これをいかにして実現するか不明確である。しかも、アンテナ利得は指向性利得を使用しているので、アクティブアンテナ動作時のアンテナ動作利得になっていない為、いわゆるノイズ指数の測定とは考えられない。
【００１２】
アクティブアンテナに組込んだ増幅器のノイズ指数は、従来一般的には、増幅器をアンテナエレントから分離し、増幅器に高周波コネクタを接続して測定していると推察する。この場合、アクティブアンテナ製品の完成後には、それを分解することになるので実質上測定が不可能である。プリント配線技術により、アンテナエレメントと増幅回路配線を実質上同一工程で形成するマイクロストリップアンテナでは、増幅器完成後に増幅器のみのノイズ指数測定は実質上不可能であるなど、アンテナエレメントから分離して増幅器のみのノイズ指数測定を行なうことが不可能な場合が多い。例えば、図７の（ａ）および（ｂ）に、アンテナと増幅器を一体化したマイクロスリップアンテナの上表面および正面を示す。これはアンテナ１５の背面に増幅器１８を一体に形成しアンテナ１５と接続しているものである。図８に示すスロットアンテナは、同一基板上にスロットアンテナ１５と増幅器１８を構成したものである。
【００１３】
これらのアンテナの増幅器１８のノイズ指数ＮＦを測定する場合、マイクロストリップアンテナ１５からの増幅器１８の分離（図７の場合）及び、スロットアンテナ１５から増幅器１８の切り離し（図８の場合）が必要である。又、分離及び切り離した増幅器１８の入力側に高周波同軸コネクタをハンダ付け等により接続しなくてはいけない。これは、一般の高周波で扱われる計測器の入出力はインピーダンス５０Ωの高周波同軸コネクタになっている為である。又分離及び切り離し時の場合、アンテナの出力インピーダンスが５０Ωとは限られていない為、増幅器１８のノイズ指数が真の動作状態になっていない。
【００１４】
本発明は、アンテナに接続された増幅器のノイズ指数を該増幅器をアンテナから分離することなく測定することを第１の目的とし、この測定工程を簡単にすることを第２の目的とし、アンテナ製品の該ノイズ指数の合否チェックを効率よく実現する測定装置を提供することを第３の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１） 本発明の、アンテナに接続された増幅器のノイズ指数測定装置は、
比較基準値（ＥＮＲ_ｒ）をメモリ（ＥＮＲＲ）に設定するための基準値設定手段（８，１，７）；測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）にノイズ電波を放射するためのノイズ源（８，９）；
該ノイズ源（８，９）にノイズ放射のオン／オフを指示するノイズ放射指示手段（１，７）； 前記ノイズ放射のオンの間の前記増幅器（１８）のノイズ温度（Ｔ_ｈｍ）およびオフの間のノイズ温度（Ｔ_ｃｍ）を測定する手段（７）；
測定された両温度（Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍ）に基づいて過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｍ）を算出する手段（１）；および、
前記メモリ（ＥＮＲＲ）の比較基準値（ＥＮＲ_ｒ）および過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｍ）に基づいてノイズ指数（ＮＦ）を算出する手段（１）；
を備える。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項に付した記号を、参考までに付記した。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（２） 本発明の一実施態様は、測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）と実質上同等のアンテナ特性を有する比較アンテナ（１１）の、前記ノイズ源（８，９）がそれにノイズ電波を放射しているときのノイズ温度（Ｔ_ｈｒ）および放射していないときのノイズ温度（Ｔ_ｃｒ）を測定する手段（７）、および、測定された両温度（Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒ）に基づいて過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｒ）を算出しこれをメモリ（ＥＮＲＲ）に書込む手段（１）、を含む。
【００１７】
（３） 本発明の好ましい実施例は、外来電波を遮断した空間（１０）に置かれたノイズ電波放射用のアンテナ（９）；
該アンテナ（９）にノイズ電波放射用の電力を給電するためのノイズ源（８）；
前記ノイズ源（８）にノイズ放射のオン／オフを指示するノイズ放射指示手段（１，７）；
測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）と実質上同等のアンテナ特性を有し、前記空間（１０）に置かれた比較アンテナ（１１）の、前記ノイズ電波放射用のアンテナ（９）がそれにノイズ電波を放射しているときのノイズ温度（Ｔ_ｈｒ）および放射していないときのノイズ温度（Ｔ_ｃｒ）を測定する比較値測定手段（７）；
該比較値測定手段（７）が測定した両温度（Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒ）に基づいて過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｒ）を算出しこれをメモリ（ＥＮＲＲ）に書込む手段（１）；
前記比較アンテナ（１１）に代えて前記空間（１０）に置かれた、測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）に、前記ノイズ電波放射用のアンテナ（９）がノイズ電波を放射している間の前記増幅器（１８）のノイズ温度（Ｔ_ｈｍ）およびノイズ電波を放射していない間のノイズ温度（Ｔ_ｃｍ）を測定する製品測定手段（７）；
該製品測定手段（７）が測定した両温度（Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍ）に基づいて過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｍ）を算出する製品ノイズ比演算手段（１）；
前記メモリ（ＥＮＲＲ）の過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｒ）および前記製品ノイズ比演算手段（１）が算出した過剰ノイズ温度比（ＥＮＲ_ｍ）に基づいてノイズ指数（ＮＦ）を算出する手段（１）；および、
算出されたノイズ指数（ＮＦ）を出力する手段（１）；
を備える。
【００１８】
（４） 本発明の、アンテナに接続された増幅器のノイズ指数測定方法は、次のステップを含む：
Ａ．ノイズ電波放射用のアンテナ（９）に対して、測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）と実質上同等のアンテナ特性を有する比較アンテナ（１１）を所定位置に置いて、ノイズ電波放射用のアンテナ（９）からノイズ電波を放射しそのときの比較アンテナ（１１）のノイズ温度Ｔｈｒを測定し、その前又は後でノイズ電波放射用のアンテナ（９）がノイズ電波を放射していないときの比較アンテナ（１１）のノイズ温度Ｔ_ｃｒを測定；
Ｂ．ＥＮＲ_ｒ＝（Ｔ_ｈｒ−Ｔ_ｃｒ）／Ｔ_ｃｒを算出；
Ｃ．前記比較アンテナ（１１）を、測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）に置換し、ノイズ電波放射用のアンテナ（９）からノイズ電波を放射しそのときの前記増幅器（１８）のノイズ温度Ｔ_ｈｍを測定し、その前又は後でノイズ電波放射用のアンテナ（９）がノイズ電波を放射していないときの前記増幅器（１８）のノイズ温度Ｔ_ｃｍを測定；
Ｄ．ＥＮＲ_ｍ＝（Ｔ_ｈｍ−Ｔ_ｃｍ）／Ｔ_ｃｍを算出；および、
Ｅ．ＮＦ＝ＥＮＲ_ｒ／ＥＮＲ_ｍを算出。
【００１９】
ここで、この（４）項により得られるノイズ指数ＮＦが、アンテナ（１５）に接続された増幅器（１８：図２）のノイズ指数を表わすことを説明する。まず、ノイズ指数ＮＦの基本定義は、次の通りである：
ＮＦ＝（Ｓ_ｉ／Ｎ_ｉ）／（Ｓ_ｏ／Ｎ_ｏ） ・・・（６）
ここで、Ｓ_ｉ：入力信号レベル，
Ｎ_ｉ：入力ノイズレベル，
Ｓ_ｏ：出力信号レベル、及び、
Ｎ_ｏ：出力ノイズレベル、
である。
【００２０】
増幅器の利得をＧ、及び内部付加ノイズをＮ_ａとすると、（６）式は以下の様に変換出来る：
Ｓ_ｏ＝Ｓ_ｉＧ，
Ｎ_ｉ＝ｋＴ_ｏＢ，
Ｎ_ｏ＝Ｎ_ａ＋Ｎ_ｉＧ＝Ｎ_ａ＋ｋＴ_ｏＢＧ
これより、

【００２１】
又、内部付加ノイズＮ_ａは、実効入力ノイズ温度Ｔ_ｅ〔ｋ〕（Ｎ_ａと同じレベルの熱ノイズを発生するのに必要な抵抗体の温度）でも表わされる。ノイズ入力を与えないときの増幅器のノイズ電力Ｎ_ａと実効入力ノイズ温度Ｔ_ｅの関係は、次式となる：
Ｎ_ａ＝（Ｎ_ａ／Ｔ_ｅ）・Ｔ_ｅ ・・・（８）
（７）式のＮＦ定義内のＮ_ｏについては、
Ｎ_ｏ＝Ｎ_ａ＋ｋＴ_ｏＢＧ
で、Ｎ_ｏはｋ・ＢＧの係数となり両者の係数の傾きは等しくなる。すなわち、
（Ｎ_ａ／Ｔ_ｅ）＝ｋ・ＢＧ 。
【００２２】
これよりＮ_ａは、
Ｎ_ａ＝ｋＴ_ｅＢＧ ・・・（９）
となる。（９）式を（７）式へ代入すると、ＮＦは下記式となる：

【００２３】
一般にＮＦ測定法には、Ｓ／Ｎに基づいた方法と有能ノイズ電力（ＫＴＢ）に基づいた方法がある。本発明では、有能ノイズ電力（ＫＴＢ）に基づいた方法を用いる。一般にＹファクタ法と呼ばれており下記手法である：
既知の２つの異なる有能ノイズ電力を増幅器に付加し、個々のノイズ出力の比をＹとすると、
Ｙ＝Ｎ_２／Ｎ_１＝（Ｎ_ａ＋ｋＴ_ｈＢＧ）／（Ｎ_ａ＋ｋＴ_ｃＢＧ） ・・・（１１）
（９）式で示したＮ_ａを用い（１１）式を変形すると、

となり、Ｔ_ｅについて解くと次式となる；
Ｔ_ｅ＝（Ｔ_ｈ−Ｔ_ｃＹ）／（Ｙ−１） ・・・（１２）
（１２）式をＮＦの（１０）式に代入し変形すると、

ここでＴ_ｃ＝Ｔ_ｏとすれば、（１３）式は以下の様に変形出来る；

ノイズ指数ＮＦを表わす（１４）式において、既知のノイズ温度比（Ｔ_ｈ−Ｔ_ｏ／Ｔ_ｏ）が、過剰ノイズ温度比ＥＮＲと一般に呼ばれている；
ＥＮＲ＝（Ｔ_ｈ−Ｔ_ｃ）／Ｔ_ｃ ・・・（１５）
但し、Ｔ_ｃ＝Ｔ_ｏ 。
【００２４】
ここで、Ｔ_ｅａを、ノイズ源（８）の出力端から測定対象増幅器（１８：図２）までの、ノイズ電力ケ−ブル／ノイズ放射アンテナ（９）／空間／測定対象増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）／該測定対象増幅器（１８）／増幅出力ケ−ブル、でなる計測デバイスの実効入力ノイズ温度とすると、計測デバイスが出力するノイズ温度Ｔ_ｈｍ及びＴ_ｃｍは下記式となる：
Ｔ_ｈｍ＝Ｔ_ｈ＋Ｔ_ｅａ， Ｔ_ｃｍ＝Ｔ_ｃ＋Ｔ_ｅａ ・・・（１６）
Ｔ_ｈ：ノイズ源のノイズ温度，
Ｔ_ｃ＝Ｔ_ｏ：周囲温度
（１６）式を（１５）式に代入した値をＥＮＲ_ｍとすると、

【００２５】
但し、Ｔ_ｃ＝Ｔ_ｏが条件である為（１７）式は下記式となる：
ＥＮＲ_ｍ＝ＥＮＲ・Ｔ_ｏ／（Ｔ_ｏ＋Ｔ_ｅａ） ・・・（１８）
ＮＦは（１０）式で示した式である事より、（１８）式は以下となり
ＥＮＲ_ｍ＝ＥＮＲ・１／ＮＦ ・・・（１９）
ＮＦを解く形に変型すると、
ＮＦ＝ＥＮＲ／ＥＮＲ_ｍ ・・・（２０）
となる。これで計測デバイスのノイズ温度比ＥＮＲ_ｍを測定し、ＥＮＲが既知であれば、測定対象増幅器（１８）のＮＦが求められる。
【００２６】
次に、計測デバイスより、測定対象増幅器（１８）および増幅出力ケ−ブルを削除した、比較デバイス（図１；アンテナ１１は１８と等価）について、（１５）式より、ノイズ温度比ＥＮＲ_ｒを求める。
【００２７】
ＥＮＲ_ｒ＝（Ｔ_ｈｒ−Ｔ_ｃｒ）／Ｔ_ｃｒ ・・・（２１）
であり、上記（２１）式より、（２０）式のＥＮＲを（２１）式のＥＮＲ_ｒとすれば測定対象増幅器（１８）のノイズ指数ＮＦは、
ＮＦ＝ＥＮＲ_ｒ／ＥＮＲ_ｍ ・・・（２２）
と求めることができる。
【００２８】
ところで、測定対象増幅器（１８）はそれが接続されたアンテナ（１５）から分離しにくい、とすでに説明した。したがって本発明では、上記（４）項の通り、ＥＮＲ_ｒを求めるために、測定対象の増幅器（１８）が接続されたアンテナ（１５）とアンテナ特性が実質上同等のアンテナ（１１）を用いる。これにより、上記（４）項により得られるノイズ指数ＮＦは、アンテナ（１５）が接続された測定対象増幅器（１８）のノイズ指数と実質上同等のものとなる。
【００２９】
以上に説明した本発明によれば、アンテナ（１５）に接続された増幅器（１８）のノイズ指数ＮＦを、アンテナ（１５）から増幅器（１８）を分離することなく、アンテナとしての作動状態で測定することができる。またこの測定工程は簡単であり、アンテナ製品（アンテナ＋増幅器）の増幅器のみのノイズ指数ＮＦの合否チェックを効率よく実現しうる。
【００３０】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００３１】
【実施例】
図１に本発明の一実施例装置の構成を、過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｒを測定する態様で示し、図２にはアンテナ製品（アンテナ＋増幅器）の過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｍを測定する態様で示す。なお、図１および図２において、同一符号は同一物を意味する。
【００３２】
電波暗箱１０には、ノイズ電波放射用のアンテナ９が固定され、このアンテナ９に接続ケ−ブル１６を介してノイズソ−ス８が接続されており、このノイズソ−ス８が、ノイズ電波放射用のノイズ電力をアンテナ９に給電する。電波暗箱１０には、アンテナ製品（アンテナ１５＋増幅器１８：図２）の増幅出力ケ−ブルを接続するコネクタ１７ｃがある。
【００３３】
次々に製造され、電波暗箱１０の近くに搬送されるアンテナ製品と同一仕様（又は同一ロット）の、増幅器１８を削除したアンテナ（一実施態様では、該アンテナ製品の１つを摘出し、その増幅器１８を削除してアンテナを出力ケ−ブルに接続し直したもの）１１（以下においては比較アンテナ１１と称す）が、図１においては電波暗箱１０内の所定位置に位置決めされ、かつ、コネクタ１７ｃに接続されている。図２においては、比較アンテナ１１に代えて、アンテナ製品（アンテナ１５＋増幅器１８）が、電波暗箱１０内の所定位置（アンテナ１５が、アンテナ１１があった位置と同じ位置）に位置決めされ、かつ、コネクタ１７ｃに接続されている。
【００３４】
ノイズソ−ス８は、ノイズフィギァメ−タ７によってオン（ノイズ電力出力）／オフ（出力停止）が制御される。ノイズフィギァメ−タ７は、この実施例では、ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社のノイズフィギァメータ ＨＰ８９７０Ｂであり、ノイズソ−ス８も同社のノイズソース ＨＰ３４６Ｂ である。ノイズフィギァメ−タ７より、ノイズソ−ス８へ駆動電力が供給される。ノイズフィギァメ−タ７は、この駆動電力供給電源のオン／オフにより、ノイズソ−ス８の出力が、Ｙファクタ法に必要な、既知の異なる２つのノイズ温度の状態（ノイズ電力出力／該電力の出力なし）となる。ノイズ放射用のアンテナ９は、ノイズソ−ス８がノイズ電力を出力している間、ノイズ電波を放射する。このノイズ電波は、電波暗箱１０内で、該アンテナ９から所定距離Ｌにある比較アンテナ１１（図１）又はアンテナ製品のアンテナ１５（図２）で受信される。
【００３５】
アンテナ間距離Ｌは、送信側アンテナ９及び受信側アンテナ１１又は１５の結合が無い距離であって、しかも、測定系最終出力レベル（コネンタ１７ｃへの出力レベル）が、ノイズフィギァメ−タ７のダイナミックレンジ内となり、しかもアンテナ製品（１５＋１８）を接続しているときには、その増幅器１８の入力レベルが飽和レベル未満となる値である。
【００３６】
比較アンテナ１１又はアンテナ製品（１５＋１８）の受信信号は、コネクタ１７ｃおよび接続ケ−ブル１７を介して、ノイズフィギァメ−タ７のＲＦＩＮ端子に入力される。
【００３７】
ノイズフィギァメ−タ７のコントロ−ラであり該メ−タ７に内蔵されたＣＰＵには、ＩＥＥＥ４８８のパラレル通信方式の通信用インタ−フェ−ス６が接続され、このインタ−フェ−ス６およびもう１つのインタ−フェ−ス２を介して、製品測定コントロ−ラのメインＣＰＵ１が、ノイズフィギァメ−タ７のＣＰＵと、コマンド，制御信号および測定デ−タの送受を行なう。
【００３８】
電波暗箱１０は、アンテナ製品（１５＋１８）の製造ラインの最下流の、製品検査ステ−ジにあり、コンベアが電波暗箱１０の手前の製品ストックステ−ジに製品を送り込む。この製品ストックステ−ジに、アンテナ製品を電波暗箱１０内に運んでコネクタ１７ｃに接続し、そしてコネクタ１７ｃから外して電波暗箱１０から取り出す脱着ロボット１４があり、この脱着ロボット１４のコントロ−ラの主体である制御ＣＰＵ１３に、コネクタ１２ｃを介して通信インタ−フェ−ス１２が接続され、このインタ−フェ−ス１２およびインタ−フェ−ス２を介して、製品測定コントロ−ラのメインＣＰＵ１が、制御ＣＰＵ１３と、コマンドおよび制御信号の送受を行なう。
【００３９】
インタ−フェ−ス２には、２次元ディスプレイ３およびプリンタ４ならびにキ−ボ−ド５が接続されている。この実施例では、キ−ボ−ド５には、比較値計測指示キ−５ａ，製品計測指示キ−５ｂ，アンテナセット指示キ−５ｃおよび終了指示キ−５ｄがある。
【００４０】
図３に、図１に示すメインＣＰＵ１の計測制御動作の概要（メインル−チン）を示す。この実施例は、電波暗箱１０に対する比較アンテナ１１およびアンテナ製品（１５＋１８）の着脱および計測指令を共にオペレ−タが行なうＡ．「マニュアルモ−ド」，比較アンテナ１１およびアンテナ製品（１５＋１８）の着脱を脱着ロボット１４で行ないオペレ−タは計測指令のみを行なうＢ．「半自動モ−ド」、ならびに、比較アンテナ１１およびアンテナ製品の脱着および計測指令をすべて脱着ロボット１４（および制御ＣＰＵ１３）が行なうＣ．「全自動モ−ド」のいずれにも適用可に、メインＣＰＵ１の計測制御処理機能が設定されている。以下、各モ−ドでのメインＣＰＵ１の制御動作を説明する。
【００４１】
図３を参照する。電源が投入されるとメインＣＰＵ１は、「初期化」（ステップ１）を実行する。なお、以下においてカッコ内には、ステップという語を省略して、ステップＮｏ．数字のみを記す。
【００４２】
図４に、「初期化」（１）の内容を示す。これにおいてメインＣＰＵ１は、テストカウンタ（ＣＰＵの内部メモリに割当てられた、製品計測番号決定用のレジスタ）をクリアし（１１）、前述のＥＮＲ_ｒの格納に割り当てられた比較基準レジスタ（同じくＣＰＵの内部メモリに割当てられている。以下、他のレジスタも同様。）をクリアし（１２）、計測値，算出値，制御情報等をセ−ブするための各種レジスタをクリアし（１３）、検出した、増幅器１８のノイズ指数ＮＦをセ−ブするためのレジスタをクリアする（１４）。更に、通信用インタ−フェ−ス６を初期化して（１５ａ）、そのコネクタ１２ｃに外部ケ−ブル（制御ＣＰＵ１３）の接続があるかをチェックして（１５ｂ）、接続がないとレジスタＲＭＦに「１」を書込む（１５ｃ）。レジスタＲＭＦはステップ１３でクリアされている（「０」が書込まれている）ので、ステップ１５ｂのチェックを経た後は、レジスタＲＭＦのデ−タ「１」は脱着ロボット１４の使用不可を意味し、「０」は使用可を意味する。「０」であるとメインＣＰＵ１は、インタ−フェ−ス２および１２を介して、制御ＣＰＵ１３に、脱着ロボット１４の原点復帰（ホ−ムポジション設定）命令を与える（１７）。
【００４３】
次にメインＣＰＵ１は、インタ−フェ−ス２および６を介して、ノイズフィギァメ−タ７に、リセット命令を与える（１８）。そして２次元ディスプレイ３には、初期メニュ−画面を表示する。
【００４４】
Ａ．「マニュアルモ−ド」
Ａ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）
再度図３を参照する。オペレ−タが比較値計測指示キ−５ａを操作すると、メインＣＰＵ１は、このキ−操作を「入力読取り」（２）で読み取り、「比較基準値計測」（８）を実行する。この内容を図５に示す。
【００４５】
この「マニュアルモ−ド」の場合、メインＣＰＵ１は、図５のステップ２１から「比較基準値計測」（８）を行なう。すなわちまず２次元ディスプレイ３に、比較アンテナ１１の、電波暗箱１０への装着を指示しかつ装着後のキ−５ｃ操作を指示する画面を表示する（２１）。そしてキ−５ｃの入力を待つ（２２ａ）。オペレ−タがこの指示に従って、電波暗箱１０に比較アンテナ１１を入れて所定位置に位置決めしコネクタ１７ｃに接続して（すなわち図１に示す状態にして）、アンテナセット指示キ−５ｃを操作する。以上で、測定装置に対して、図１に示すように比較アンテナ１１が装着されたことになる。
【００４６】
Ａ２．Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒの測定とＥＮＲ_ｒの算出（図５の２４〜３５）
メインＣＰＵ１は、このキ−５ｃの操作に応答して、レジスタＲＭＦのデ−タをチェックして（２２ｂ）、それが「１」であると、インタ−フェ−ス２および６を介して、ノイズフィギァメ−タ７に、ノイズ温度Ｔ_ｈｒの測定を指令する（２５）。ノイズフィギァメ−タ７はこの指令に応答してノイズソ−ス８に給電する。これによりアンテナ１１がノイズ電波を放射する。ノイズフィギァメ−タ７はこの給電中の、比較アンテナ１１のノイズ温度Ｔ_ｈｒを測定して、ノイズ温度Ｔ_ｈｒを表わすデ−タをメインＣＰＵ１に転送する（２５）。メインＣＰＵ１は、このデ−タＴ_ｈｒをレジスタＴＨＲにセ−ブし（２６，２７）、次にノイズ温度Ｔ_ｃｒの測定をノイズフィギァメ−タ７に指示する（２８）。
【００４７】
ノイズフィギァメ−タ７はこの指令に応答してノイズソ−ス８への給電を停止する。これによりアンテナ１１がノイズ電波の放射を停止する。ノイズフィギァメ−タ７は、電波放射を停止している間に、比較アンテナ１１のノイズ温度Ｔ_ｃｒを測定して、ノイズ温度Ｔ_ｃｒを表わすデ−タをメインＣＰＵ１に転送する（２９）。メインＣＰＵ１は、このデ−タＴ_ｃｒをレジスタＴＣＲにセ−ブし（３０，３１）、過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｒを、次のように算出して（３２）、レジスタＥＮＲＲに書込む（３３ａ）：
ＥＮＲ_ｒ＝（Ｔ_ｈｒ−Ｔ_ｃｒ）／Ｔ_ｃｒ 。
【００４８】
次にメインＣＰＵ１は、レジスタＲＭＦのデ−タをチェックして（３３ｂ）、それが「１」であると、２次元ディスプレイ３に、初期メニュ−画面に加えて、比較基準計測終了を表示して（３５）、メインル−チン（図３の「入力読み取り」２）に戻る。以上により、レジスタＥＮＲＲには、比較基準値である、比較デバイス（図１に示す電波暗箱１０内部のアンテナ９＋１１）の過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｒが設定されたことになる。
【００４９】
Ａ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）
オペレ−タは次に、製品計測指示キ−５ｂを操作する。これに応答してメインＣＰＵ１は、図３のステップ２〜５を経て「製品計測」（９）に進む。この内容を図６に示す。製品計測指示キ−５ｂの操作に応答してこの処理に進んだときにはメインＣＰＵ１はまず、２次元ディスプレイ３に、アンテナ製品（１５＋１８）の、電波暗箱１０への装着を指示しかつ装着後のキ−５ｃ操作を指示する画面を表示する（４１）。そしてキ−５ｃの入力を待つ（４２ａ）。オペレ−タがこの指示に従って、電波暗箱１０のコネクタ１７ｃに接続されているアンテナを外して取り出し、代りに測定しようとするアンテナ製品（１５＋１８）を入れて所定位置に位置決めしコネクタ１７ｃに接続して（すなわち図２に示す状態にして）、アンテナセット指示キ−５ｃを操作する。以上で、測定装置に対して、図２に示すようにアンテナ製品（１５＋１８）が装着されたことになる。
【００５０】
Ａ４．Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍの測定とＥＮＲ_ｍの算出（図６の４４〜５３）
メインＣＰＵ１は、このキ−５ｃの操作に応答して、レジスタＲＭＦのデ−タをチェックして（４２ｂ）、それが「１」であると、インタ−フェ−ス２および６を介して、ノイズフィギァメ−タ７に、ノイズ温度Ｔ_ｈｍの測定を指令する（４４）。ノイズフィギァメ−タ７はこの指令に応答してノイズソ−ス８に給電する。これによりアンテナ１１がノイズ電波を放射する。ノイズフィギァメ−タ７はこの給電中の、アンテナ製品（１５＋１８）のノイズ温度Ｔ_ｈｍを測定して、ノイズ温度Ｔ_ｈｍを表わすデ−タをメインＣＰＵ１に転送する（４５）。メインＣＰＵ１は、このデ−タＴ_ｈｍをレジスタＴＨＭにセ−ブし（４６，４７）、次にノイズ温度Ｔ_ｃｍの測定をノイズフィギァメ−タ７に指示する（４８）。
【００５１】
ノイズフィギァメ−タ７はこの指令に応答してノイズソ−ス８への給電を停止する。これによりアンテナ９がノイズ電波の放射を停止する。ノイズフィギァメ−タ７は、電波放射を停止している間に、アンテナ製品（１５＋１８）のノイズ温度Ｔ_ｃｍを測定して、ノイズ温度Ｔ_ｃｍを表わすデ−タをメインＣＰＵ１に転送する（４９）。メインＣＰＵ１は、このデ−タＴ_ｃｍをレジスタＴＣＭにセ−ブし（５０，５１）、過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｍを、次のように算出して（５２）、レジスタＥＮＲＭに書込む（５３）：
ＥＮＲ_ｍ＝（Ｔ_ｈｍ−Ｔ_ｃｍ）／Ｔ_ｃｍ 。
【００５２】
Ａ５．アンテナ製品の品質チェック＆出力（図６の５４〜６０）
次にメインＣＰＵ１は、電波暗箱１０に装着しているアンテナ製品（１５＋１８）の増幅器１８のノイズ指数ＮＦを次のように算出して、レジスタＮＦに格納する：
ＮＦ＝ＥＮＲ_ｒ／ＥＮＲ_ｍ
そして、これを設定値ＮＦｓ（実施例ではＮＦｓ＝２．０）と比較して、ＮＦ≦ＮＦｓのときには製品判定デ−タを０Ｋ（規格品）を示すものに、ＮＦ＞ＮＦｓのときにはＮＧ（規格外）を示すものとして、製品判定レジスタにセ−ブする（５４）。
【００５３】
次にメインＣＰＵ１は、アンテナ製品測定結果（テストカウントレジスタのデ−タ，レジスタＮＦのデ−タおよび製品判定レジスタのデ−タ）を２次元ディスプレイに表示し（５５）、プリンタ４にアンテナ製品測定結果を与えてプリントアウトし（５６）、テストカウントレジスタのデ−タを１インクレメントし（５８）、アンテナ製品の測定完了を、２次元ディスプレイ３に追加表示する（５８）。次にメインＣＰＵ１は、レジスタＲＭＦのデ−タをチェックして（５９）、それが「１」であると、メインル−チン（図３）の「入力読み取り」（２）に戻る。
【００５４】
同一ロット（同じ製造仕様の）のアンテナ製品が多数ある場合には、オペレ−タは、上述の「Ａ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）」以下の処理を繰返す。すなわち、まずキ−５ｂを操作し、電波暗箱１０内の（測定済の）アンテナ製品を取り出して次の（未測定の）アンテナ製品を電波暗箱１０内に装着し、そしてキ−５ｃを操作する。アンテナ製品の１個毎にこれを繰返すことにより、同一ロットの多数のアンテナ製品を順次に測定することができる。測定結果は、一時的には２次元ディスプレイ３に表示され、プリンタ４でハ−ド（紙）記録される。
【００５５】
アンテナ製品が、すでに比較基準値（ＥＮＲ_ｒ）をレジスタＥＮＲＲに設定したものと異なるものとなるときには、上述の「Ａ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）」から、測定操作を開始する。
【００５６】
Ｂ．「半自動モ−ド」
このモ−ドは、測定指令はオペレ−タがキ−ボ−ド５を介してメインＣＰＵ１に入力するが、比較アンテナ１１およびアンテナ製品（１５＋１８）の電波暗箱１０への着脱は、制御ＣＰＵ１３を介して脱着ロボット１４が行なうものである。このモ−ドでは、通信用インタ−フェ−ス１２のコネクタ１２ｃに通信バスが接続されており、「初期化」（１）の実行により、レジスタＲＭＦのデ−タは０である。
【００５７】
Ｂ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）
上述の「Ａ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）」では、オペレ−タが比較アンテナ１１を電波暗箱１０に装着するが、この半自動モ−ドでは、オペレ−タはこれを行なわず、キ−５ｃを操作するのみである。メインＣＰＵ１は、キ−５ｃの操作を読み取ると、インタ−フェ−ス２および１２を介して、制御ＣＰＵ１３に、比較アンテナ１１の装着を指示する。制御ＣＰＵ１３はこの指示に応答して脱着ロボット１４を駆動して、比較アンテナ収納位置から比較アンテナ１１を取り出して電波暗箱１０に装着し、これを完了し脱着ロボット１４が暗箱１０から退避すると、メインＣＰＵ１にレディ（アンテナ装着完了）を報知する（２３）。
【００５８】
Ｂ２．Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒの測定とＥＮＲ_ｒの算出（図５の２４〜３５）
この最初のステップ２４から、ＥＮＲ_ｒの算出（３２，３３ａ）までは、上記「Ａ２．Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒの測定とＥＮＲ_ｒの算出（図５の２４〜３５）」の内容と同一であるが、その次に、メインＣＰＵ１は、インタ−フェ−ス２および１２を介して、制御ＣＰＵ１３に、比較アンテナ１１の除去を指示する。制御ＣＰＵ１３はこの指示に応答して脱着ロボット１４を駆動して、電波暗箱１０から比較アンテナ１１を取り出して収納位置に戻し、これを完了すると、メインＣＰＵ１にレディ（アンテナ除去完了）を報知する（３４）。
【００５９】
Ｂ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）
上述の「Ａ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）」では、オペレ−タが比較アンテナ１１を電波暗箱１０から外してアンテナ製品（１５＋１８）を電波暗箱１０に装着するが、この半自動モ−ドでは、オペレ−タはこれを行なわず、キ−５ｃを操作するのみである。メインＣＰＵ１は、キ−５ｃの操作を読み取ると、インタ−フェ−ス２および１２を介して、制御ＣＰＵ１３に、アンテナ製品の装着を指示する。制御ＣＰＵ１３はこの指示に応答して脱着ロボット１４を駆動して、アンテナ製品ストックステ−ジから１つのアンテナ製品を取り出して電波暗箱１０に装着し、これを完了し脱着ロボット１４が暗箱１０から退避すると、メインＣＰＵ１にレディ（アンテナ装着完了）を報知する（４２ａ，４２ｂ，４３）。
【００６０】
Ｂ４．Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍの測定とＥＮＲ_ｍの算出（図６の４４〜５３）
上述の「Ａ４．Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍの測定とＥＮＲ_ｍの算出（図６の４４〜５３）」の内容と同一である。
【００６１】
Ｂ５．アンテナ製品の品質チェック＆出力（図６の５４〜６０）
上述の「Ａ５．アンテナ製品の品質チェック＆出力（図６の５４〜６０）」のステップ５８まではこの処理は同一であるが、この半自動モ−ドでは、その次に、メインＣＰＵ１は、インタ−フェ−ス２および１２を介して、制御ＣＰＵ１３に、アンテナ製品の除去指示と、製品判定レジスタのデ−タ（０Ｋ（規格品）又はＮＧ（規格外）を示すデ−タ）を送信する。制御ＣＰＵ１３はこの指示に応答して脱着ロボット１４を駆動して、電波暗箱１０からアンテナ製品を取り外し、製品判定デ−タ（０Ｋ／ＮＧ）に対応して、それがＯＫであれば規格品搬送ラインに、ＮＧであれば規格外品搬送ラインに、取り出したアンテナ製品を移す。これを完了すると、メインＣＰＵ１にレディ（アンテナ除去完了）を報知する（６０）。メインＣＰＵ１はこれに応答して、メインル−チンの「入力読み取り」（２）に戻る。
【００６２】
以上に説明した「半自動モ−ド」では、オペレ−タはキ−操作のみをすればよく、電波暗箱１０に対するアンテナ着脱作業は必要ない。
【００６３】
Ｃ．「全自動モ−ド」
このモ−ドは、制御ＣＰＵ１３又は別途の、アンテナ製造ラインのライン制御コンピュ−タが、マスタ−となってメインＣＰＵ１に測定指令を与え、メインＣＰＵ１は、マスタ−に対してスレ−ブとして指令に応答するモ−ドである。アンテナ製造ラインのライン制御コンピュ−タがアンテナ製品の流れを追跡して測定指令をメインＣＰＵ１に与える態様では、該ライン制御コンピュ−タの制御バスが、通信用インタ−フェ−ス１２のコネクタ１２ｃに接続され、制御ＣＰＵ１３は、別の通信用インタ−フェ−スを介してライン制御コンピュ−タの制御バスに接続される。この態様では、制御ＣＰＵ１３はライン制御コンピュ−タの指令に従って、上述のアンテナの着脱を行なう。
【００６４】
ところで、ここでは制御ＣＰＵ１３が、アンテナ製品製造ラインから送り出されるアンテナ製品の搬送を管理する機能があって、メインＣＰＵ１に対して測定指令を与える態様を説明する。
【００６５】
Ｃ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）
制御ＣＰＵ１３は、脱着ロボット１４の作業域への、比較アンテナ１１の到来を検知すると、脱着ロボット１４を制御して該比較アンテナ１１を電波暗箱１０に装着し、脱着ロボット１４が退避すると、インタ−フェ−ス１２を介してメインＣＰＵ１に、比較値計測指令を送信する。メインＣＰＵ１は、これに応答して、「比較基準値計測」（８）のステップ２４に進む（図３の２〜４−８）。すなわち、上述の「Ａ１．比較アンテナ１１の装着（図５の２１〜２３）」はスキップする（図５の４から２４へ）。
【００６６】
Ｃ２．Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒの測定とＥＮＲ_ｒの算出（図５の２４〜３５）
上述の「Ｂ２．Ｔ_ｈｒ，Ｔ_ｃｒの測定とＥＮＲ_ｒの算出（図５の２４〜３５）」の内容と同様である。ただし、制御ＣＰＵ１３は、取り外した比較アンテナ１１を、比較アンテナ収容位置に排出する。
【００６７】
Ｃ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）
制御ＣＰＵ１３は、脱着ロボット１４の作業域へのアンテナ製品（１５＋１８）の到来を検知すると、脱着ロボット１４を制御して該アンテナ製品を電波暗箱１０に装着し、脱着ロボット１４が退避すると、インタ−フェ−ス１２を介してメインＣＰＵ１に、製品計測指令を送信する。メインＣＰＵ１は、これに応答して、「製品計測」（９）のステップ４４に進む（図３の２〜６−９）。すなわち、上述の「Ａ３．アンテナ製品の装着（図６の４１〜４３）」はスキップする（図６の６から４４へ）。
【００６８】
Ｃ４．Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍの測定とＥＮＲ_ｍの算出（図６の４４〜５３）
上述の「Ｂ４．Ｔ_ｈｍ，Ｔ_ｃｍの測定とＥＮＲ_ｍの算出（図６の４４〜５３）」の内容と同一である。
【００６９】
Ｃ５．アンテナ製品の品質チェック＆出力（図６の５４〜６０）
上述の「Ｂ５．アンテナ製品の品質チェック＆出力（図６の５４〜６０）」の内容と同一である。
【００７０】
以上に説明した「全自動モ−ド」では、オペレ−タの介在は不要である。
【００７１】
以上に説明した本発明の一実施例によれば、アンテナ製品（１５＋１８）を破壊（アンテナ１５から増幅器１８を分断）せずに測定出来る為、大量生産されるアンテナ製品の効率的な測定および性能チェックに適応出来る。
【００７２】
上述の実施例を使用して、上述のＡ．「マニュアルモ−ド」で測定した結果を、次の表１に記載する。同表内には、上述の実施例を使用せずに、増幅器のみ単品として、すべて作業者の測定作業と演算により求めたノイズ指数ＮＦも「単品ＮＦ値」の欄に記載した。測定のサンプル数ｎ＝５であり、これらの測定平均値は、増幅器のみ単品として求めたＮＦ値との差が＋０．１５〔ｄＢ〕である。又、バラツキ幅０．１４〔ｄＢ〕（±０．７〔ｄＢ〕）より最大差０．２３〔ｄＢ〕である。この値は、計測器の誤差±０．２５〔ｄＢ〕を考慮すると妥当であると思われる。
【００７３】
【表１】

【００７４】
なお、表１中の、ＮＦ値〔ｄＢ〕＊は、第（２２）式の計算式ＮＦ＝ＥＮＲ_ｒ／ＥＮＲ_ｍを、常用対数形式の計算式ＮＦ＝１０ｌｏｇ_１０〔ＥＮＲ_ｒ／ＥＮＲ_ｍ〕 〔ｄＢ〕として、この計算式で算出したものである。サンプルに用いたアンテナ製品の規格は、アンテナ製品（１５＋１８）の増幅器１８のＮＦ値が上記計算式で算出する値で、２．０以上で不合格、２．０未満で合格であるので、上述の実施例において、合否判定用の設定値ＮＦｓは、上記計算式で算出する値に対して、２．０に設定している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成概要を示すブロック図であり、比較基準値ＥＮＲ_ｒを得るために、測定対象の増幅器１８が接続されたアンテナ１５と実質上同一特性の比較アンテナ１１を、コネクタ１７ｃに接続した状態を示す。
【図２】図１に示す実施例の構成概要を図１と同様に示すブロック図であるが、アンテナ製品の過剰ノイズ温度比ＥＮＲ_ｍを得るために、アンテナ製品（１５＋１８）をコネクタ１７ｃに接続した状態を示す。
【図３】図１に示すメインＣＰＵ１の測定制御動作の概要を示すフロ−チャ−トである。
【図４】図３に示す「初期化」（１）の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図５】図３に示す「比較基準値計測」（８）の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図６】図３に示す「製品計測」（９）の内容を示すフロ−チャ−トである。
【図７】図１に示す実施例の測定対象の１つであるマイクロストリップアンテナ製品を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図８】図１に示す実施例の測定対象のもう１つであるスロットアンテナ製品の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
５：キ−ボ−ド ５ａ：比較値計測指示キ−
５ｂ：製品計測指示キ− ５ｃ：アンテナセット指示キ−
５ｄ：終了指示キ−
８：ノイズソ−ス ９：ノイズ電波放射用のアンテナ
１１：比較アンテナ １２ｃ：コネクタ
１５：アンテナ製品のアンテナ １６：接続ケ−ブル
１７：接続ケ−ブル １７ｃ：コネクタ
１８：アンテナ製品の増幅器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the measurement of the noise figure NF of an antenna device in which an amplifier is connected to an antenna element, and more particularly, but not exclusively, to a so-called active element in which an amplifier is fixed substantially integrally to the antenna element. It relates to the measurement of the noise figure NF of the amplifier in the integrated state (antenna product) of the antenna.
[0002]
[Prior art]
The absolute noise power density Pn of the output of the active antenna is represented by the following equation.
[0003]
(Equation 1)

[0004]
Where Ta is the radiation noise temperature of the antenna,
Te: noise temperature of the amplifier,
k: Boltzmann coefficient, and
GT: amplifier transfer gain,
It is. This equation (1) is modified to a form that solves Te, and Te is substituted into a general noise figure NF definition equation to obtain a noise figure NF of the amplifier.
[0005]
(Equation 2)

[0006]
Here, To is the ambient temperature [k] and is set to 290 [k], so that equation (3) becomes the following equation.
[0007]
(Equation 4)

[0008]
The GT required for the equation (4) uses a network analyzer to measure the transfer coefficient S21 (p) of the comparison antenna (the same product as the active antenna) and the standard antenna, and the transfer coefficient S21 (a) of the active antenna and the standard antenna. Then, the following can be obtained.
[0009]
(Equation 5)

[0010]
Γp is the return loss (reflection coefficient) of the comparison antenna. Pn is measured with a noise figure meter. The method of measuring the noise figure NF is described in ELECTRONICS LETTERS 2nd September 1993 Vol. 29 No. 18 (US Publication), pp. 1594-1596, NOISE FIGURE MESSUREMENT OF RECEIVING ACTIVE MICROSTRIP ANTENNAS (H. An, B. Nauwelers and A. Van de Capelle).
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned conventional measuring method requires both a noise figure meter and a network analyzer, and has many measuring instruments, which complicates the measuring operation. Further, it is necessary to measure the absolute noise power density Pn at the output of the active antenna (amplifier output), but it is unclear how to realize this. Moreover, since the antenna gain uses the directional gain, the antenna gain is not the antenna operation gain at the time of the operation of the active antenna. Therefore, it cannot be considered as the measurement of the so-called noise figure.
[0012]
Conventionally, it is assumed that the noise figure of an amplifier incorporated in an active antenna is generally measured by separating the amplifier from the antenna antenna and connecting a high-frequency connector to the amplifier. In this case, since the active antenna product is disassembled after completion, it is practically impossible to measure. With a microstrip antenna in which the antenna element and the amplifier circuit wiring are formed in substantially the same process by the printed wiring technology, it is virtually impossible to measure the noise figure of only the amplifier after completion of the amplifier. It is often impossible to measure the noise figure of For example, FIGS. 7A and 7B show an upper surface and a front surface of a microslip antenna in which an antenna and an amplifier are integrated. This is one in which an amplifier 18 is integrally formed on the back surface of the antenna 15 and connected to the antenna 15. The slot antenna shown in FIG. 8 includes a slot antenna 15 and an amplifier 18 on the same substrate.
[0013]
When measuring the noise figure NF of the amplifier 18 of these antennas, it is necessary to separate the amplifier 18 from the microstrip antenna 15 (in the case of FIG. 7) and to disconnect the amplifier 18 from the slot antenna 15 (in the case of FIG. 8). is there. Also, a high-frequency coaxial connector must be connected to the input side of the separated and separated amplifier 18 by soldering or the like. This is because the input and output of a measuring instrument handled at a general high frequency is a high frequency coaxial connector having an impedance of 50Ω. In addition, in the case of separation and separation, since the output impedance of the antenna is not limited to 50Ω, the noise figure of the amplifier 18 is not in a true operating state.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION It is a first object of the present invention to measure a noise figure of an amplifier connected to an antenna without separating the amplifier from the antenna, and a second object to simplify this measuring process. It is a third object of the present invention to provide a measuring device that efficiently realizes the pass / fail check of the noise figure.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
(1) The noise figure measuring device of the amplifier connected to the antenna according to the present invention comprises:
Comparison reference value (ENR_r) In a memory (ENRR); a noise source (8) for radiating noise radio waves to an antenna (15) to which an amplifier (18) to be measured is connected. , 9);
Noise radiation instructing means (1, 7) for instructing the noise sources (8, 9) to turn on / off noise radiation; noise temperature (T) of the amplifier (18) while the noise radiation is on;_hm) And the noise temperature between off (T_cm) Measuring means (7);
Both measured temperatures (T_hm, T_cm) Based on the excess noise temperature ratio (ENR_mMeans for calculating (1); and
The comparison reference value (ENR) of the memory (ENRR)_r) And excess noise temperature ratio (ENR)_mMeans (1) for calculating a noise figure (NF) based on));
Is provided. In addition, in order to facilitate understanding, in parentheses, reference numerals corresponding to corresponding elements or corresponding items of the embodiment shown in the drawings and described later are added for reference.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(2) One embodiment of the present invention relates to the noise source (8, 9) of the comparative antenna (11) having substantially the same antenna characteristics as the antenna (15) to which the amplifier (18) to be measured is connected. The noise temperature (T_hr) And the noise temperature when not emitting (T_cr) And means for measuring both temperatures (T_hr, T_cr) Based on the excess noise temperature ratio (ENR_r) Is calculated and written into a memory (ENRR).
[0017]
(3) A preferred embodiment of the present invention provides an antenna (9) for radiating noise radio waves placed in a space (10) in which external radio waves are blocked;
A noise source (8) for supplying power for radiating noise radio waves to the antenna (9);
Noise radiation instructing means (1, 7) for instructing the noise source (8) to turn on / off noise radiation;
The antenna (11) having substantially the same antenna characteristics as the antenna (15) to which the amplifier (18) to be measured is connected, and the antenna (11) for emitting the noise radio wave of the comparison antenna (11) placed in the space (10). 9) emits a noise radio wave to the noise temperature (T_hr) And the noise temperature when not emitting (T_cr) Measuring means (7);
Both temperatures (T) measured by the comparative value measuring means (7)_hr, T_cr) Based on the excess noise temperature ratio (ENR_rMeans for calculating (1) and writing this in a memory (ENRR) (1);
In place of the comparison antenna (11), an antenna (9) for emitting a noise radio wave emits a noise radio wave to an antenna (15) placed in the space (10) and connected to an amplifier (18) to be measured. The noise temperature of the amplifier (18) during emission (T_hm) And the noise temperature (T_cmProduct measurement means (7) for measuring
Both temperatures (T) measured by the product measuring means (7)_hm, T_cm) Based on the excess noise temperature ratio (ENR_m) To calculate the product noise ratio (1);
The excess noise temperature ratio (ENR) of the memory (ENRR)_r) And the excess noise temperature ratio (ENR) calculated by the product noise ratio calculating means (1)._mMeans (1) for calculating a noise figure (NF) based on:
Means (1) for outputting the calculated noise figure (NF);
Is provided.
[0018]
(4) The method for measuring the noise figure of an amplifier connected to an antenna according to the present invention includes the following steps:
A. A comparative antenna (11) having substantially the same antenna characteristics as the antenna (15) to which the amplifier (18) to be measured is connected is placed at a predetermined position with respect to the antenna (9) for noise radio wave radiation. A noise radio wave is radiated from the radio wave radiation antenna (9), the noise temperature Thr of the comparison antenna (11) at that time is measured, and the noise radio wave radiation antenna (9) radiates the noise radio wave before or after that. Noise temperature T of the comparative antenna (11) when not_crMeasuring;
B. ENR_r= (T_hr−T_cr) / T_crIs calculated;
C. The comparative antenna (11) is replaced with an antenna (15) to which an amplifier (18) to be measured is connected, and the amplifier (18) emits noise radio waves from an antenna (9) for radiating noise radio waves. Noise temperature T_hmIs measured, and the noise temperature T of the amplifier (18) when the antenna (9) for radiating noise radio waves does not radiate noise radio waves before or after that is measured._cmMeasuring;
D. ENR_m= (T_hm−T_cm) / T_cmIs calculated; and
E. FIG. NF = ENR_r/ ENR_mIs calculated.
[0019]
Here, it will be described that the noise figure NF obtained by the term (4) represents the noise figure of the amplifier (18: FIG. 2) connected to the antenna (15). First, the basic definition of the noise figure NF is as follows:
NF = (S_i/ N_i) / (S_o/ N_o・ ・ ・ ・ ・ ・ (6)
Where S_i: Input signal level,
N_i: Input noise level,
S_o: Output signal level and
N_o: Output noise level,
It is.
[0020]
G is the gain of the amplifier and N is the internal additive noise._aThen, equation (6) can be transformed as follows:
S_o= S_iG,
N_i= KT_oB,
N_o= N_a+ N_iG = N_a+ KT_oBG
Than this,

[0021]
Also, the internal additional noise N_aIs the effective input noise temperature T_e[K] (N_a(The temperature of the resistor required to generate the same level of thermal noise). Amplifier noise power N when no noise input is applied_aAnd effective input noise temperature T_eIs given by:
N_a= (N_a/ T_e) ・ T_e                                ... (8)
N in the NF definition of equation (7)_oabout,
N_o= N_a+ KT_oBG
And N_oIs a coefficient of k · BG, and the slopes of both coefficients are equal. That is,
(N_a/ T_e) = K · BG.
[0022]
From this N_aIs
N_a= KT_eBG (9)
It becomes. Substituting equation (9) into equation (7), NF becomes:

[0023]
Generally, the NF measurement method includes a method based on S / N and a method based on available noise power (KTB). In the present invention, a method based on available noise power (KTB) is used. It is commonly called the Y-factor method and is the following method:
Assuming that two different available noise powers are added to the amplifier and the ratio of the individual noise outputs is Y,
Y = N₂/ N₁= (N_a+ KT_hBG) / (N_a+ KT_cBG) (11)
N shown in equation (9)_aBy transforming equation (11) using

And T_eSolving for gives:
T_e= (T_h−T_cY) / (Y-1) (12)
Substituting equation (12) into equation (10) of NF and transforming it,

Where T_c= T_oThen, equation (13) can be modified as follows;

In equation (14) representing the noise figure NF, the known noise temperature ratio (T_h−T_o/ T_o) Is commonly referred to as the excess noise temperature ratio ENR;
ENR = (T_h−T_c) / T_c                              ... (15)
Where T_c= T_o      .
[0024]
Where T_eaFrom the output end of the noise source (8) to the amplifier to be measured (18: FIG. 2); 15) / Assuming the effective input noise temperature of the measuring device consisting of the amplifier to be measured (18) / amplified output cable, the noise temperature T output by the measuring device_hmAnd T_cmBecomes
T_hm= T_h+ T_ea, T_cm= T_c+ T_ea                    ... (16)
T_h: Noise temperature of noise source,
T_c= T_o:Ambient temperature
ENR is the value obtained by substituting equation (16) into equation (15)._mThen

[0025]
Where T_c= T_oIs a condition, so equation (17) becomes:
ENR_m= ENR · T_o/ (T_o+ T_ea) (18)
Since NF is the equation shown in equation (10), equation (18) becomes
ENR_m= ENR / 1 / NF (19)
If you transform it into a form that solves NF,
NF = ENR / ENR_m                                  ... (20)
It becomes. This makes the noise temperature ratio ENR of the measuring device_mIs measured, and if the ENR is known, the NF of the amplifier to be measured (18) is obtained.
[0026]
Next, for the comparison device (FIG. 1; the antenna 11 is equivalent to 18) in which the measurement target amplifier (18) and the amplified output cable are deleted from the measurement device, the noise temperature ratio ENR is obtained from the expression (15)._rAsk for.
[0027]
ENR_r= (T_hr−T_cr) / T_cr                            ... (21)
From the equation (21), the ENR of the equation (20) is changed to the ENR of the equation (21)._rThen the noise figure NF of the amplifier under test (18) is
NF = ENR_r/ ENR_m                                ... (22)
You can ask.
[0028]
By the way, it has already been explained that the amplifier to be measured (18) is difficult to separate from the antenna (15) to which it is connected. Therefore, in the present invention, as described in the above item (4), ENR_rIn order to obtain, an antenna (11) having substantially the same antenna characteristics as the antenna (15) connected to the amplifier (18) to be measured is used. Thus, the noise figure NF obtained by the above item (4) is substantially equal to the noise figure of the amplifier under measurement (18) to which the antenna (15) is connected.
[0029]
According to the invention described above, the noise figure NF of the amplifier (18) connected to the antenna (15) is measured without separating the amplifier (18) from the antenna (15) in the operating state as an antenna. can do. In addition, this measurement process is simple, and the pass / fail check of the noise figure NF of only the amplifier of the antenna product (antenna + amplifier) can be efficiently realized.
[0030]
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
[0031]
【Example】
FIG. 1 shows a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention,_rFIG. 2 shows an excess noise temperature ratio ENR of an antenna product (antenna + amplifier)._mIs shown in the mode of measuring 1 and 2, the same reference numerals denote the same items.
[0032]
An antenna 9 for radiating a noise radio wave is fixed to the anechoic box 10, and a noise source 8 is connected to the antenna 9 via a connection cable 16, and the noise source 8 is used for radiating the noise radio wave. Is supplied to the antenna 9. The anechoic box 10 has a connector 17c for connecting an amplified output cable of an antenna product (antenna 15 + amplifier 18: FIG. 2).
[0033]
An antenna having the same specifications (or the same lot) as an antenna product that is manufactured one after another and conveyed near the anechoic box 10 and in which the amplifier 18 is deleted (in one embodiment, one of the antenna products is extracted and the amplifier is removed). The antenna 11 is removed and the antenna is reconnected to the output cable. 11 (hereinafter referred to as the comparison antenna 11) is positioned at a predetermined position in the anechoic box 10 in FIG. It is connected to the. In FIG. 2, instead of the comparison antenna 11, an antenna product (antenna 15 + amplifier 18) is positioned at a predetermined position (the same position as the position where the antenna 11 was located) in the anechoic box 10, and It is connected to connector 17c.
[0034]
The noise source 8 is controlled by the noise figure 7 to turn on (noise power output) / off (stop output). In this embodiment, the noise figure 7 is a noise figure HP 8970B of HEWLETT PACKARD, and the noise source 8 is also a noise source HP 346B of the same. Driving power is supplied from a noise figure 7 to a noise source 8. By turning on / off the drive power supply, the noise figure 7 changes the output of the noise source 8 into two different known noise temperature states (noise power output / power) required for the Y-factor method. No output). The noise radiating antenna 9 radiates noise radio waves while the noise source 8 outputs noise power. This noise radio wave is received in the anechoic box 10 by the comparison antenna 11 (FIG. 1) located a predetermined distance L from the antenna 9 or the antenna product antenna 15 (FIG. 2).
[0035]
The inter-antenna distance L is a distance where there is no coupling between the transmitting antenna 9 and the receiving antenna 11 or 15, and the final output level of the measuring system (output level to the concentrator 17c) is equal to that of the noise figure meter 7. When the dynamic range is within the dynamic range and the antenna product (15 + 18) is connected, the input level of the amplifier 18 is lower than the saturation level.
[0036]
The reception signal of the comparison antenna 11 or the antenna product (15 + 18) is input to the RFIN terminal of the noise figure 7 through the connector 17c and the connection cable 17.
[0037]
A communication interface 6 of the IEEE488 parallel communication system is connected to a CPU incorporated in the noise figure controller 7 which is a controller of the noise figurer 7. The main CPU 1 of the product measurement controller transmits and receives commands, control signals, and measurement data to and from the CPU of the noise figure meter 7 via another interface 2.
[0038]
The anechoic box 10 is at the product inspection stage, which is the most downstream of the antenna product (15 + 18) production line, and the conveyor sends the product to the product stock stage before the anechoic box 10. In this product stock stage, there is a detachable robot 14 which carries the antenna product into the anechoic box 10 and connects it to the connector 17c, and removes it from the connector 17c and removes it from the anechoic box 10. A communication interface 12 is connected to the main control CPU 13 via a connector 12c, and the main CPU 1 of the product measurement controller is connected via the interface 12 and the interface 2. Sends and receives commands and control signals to and from the control CPU 13.
[0039]
A two-dimensional display 3, a printer 4, and a keyboard 5 are connected to the interface 2. In this embodiment, the keyboard 5 includes a comparison value measurement instruction key 5a, a product measurement instruction key 5b, an antenna set instruction key 5c, and an end instruction key 5d.
[0040]
FIG. 3 shows an outline (main routine) of the measurement control operation of the main CPU 1 shown in FIG. In this embodiment, the operator performs both attachment / detachment of the comparison antenna 11 and the antenna product (15 + 18) with respect to the anechoic box 10 and a measurement command. B. The manual mode, the comparison antenna 11 and the antenna product (15 + 18) are attached and detached by the detachable robot 14, and the operator issues only the measurement command. C. The detachable robot 14 (and the control CPU 13) performs all the instructions for the "semi-automatic mode" and the detachment and measurement of the comparison antenna 11 and the antenna product. The measurement control processing function of the main CPU 1 is set to be applicable to any of the "fully automatic mode". Hereinafter, the control operation of the main CPU 1 in each mode will be described.
[0041]
Please refer to FIG. When the power is turned on, the main CPU 1 executes “initialization” (step 1). In the following, the word “step” is omitted in parentheses, and step No. Write only numbers.
[0042]
FIG. 4 shows the contents of "initialization" (1). At this time, the main CPU 1 clears the test counter (the register for determining the product measurement number assigned to the internal memory of the CPU) (11), and sets the ENR described above._r(12), and clears the comparison reference register (12) which is also allocated to the internal memory of the CPU, and saves the measured value, the calculated value, the control information, etc. Are cleared (13), and the register for saving the detected noise figure NF of the amplifier 18 is cleared (14). Further, the communication interface 6 is initialized (15a), and it is checked whether an external cable (control CPU 13) is connected to the connector 12c (15b). If there is no connection, the register RMF is stored in the register RMF. Write "1" (15c). Since the register RMF is cleared in step 13 ("0" is written), after the check in step 15b, the data "1" in the register RMF means that the detachable robot 14 cannot be used. However, "0" means usable. If it is "0", the main CPU 1 gives the control CPU 13 an origin return (home position setting) command of the detachable robot 14 via the interfaces 2 and 12 (17).
[0043]
Next, the main CPU 1 gives a reset command to the noise figure 7 through the interfaces 2 and 6 (18). Then, an initial menu screen is displayed on the two-dimensional display 3.
[0044]
A. "Manual mode"
A1. Mounting of the comparative antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)
FIG. 3 is referred to again. When the operator operates the comparison value measurement instruction key 5a, the main CPU 1 reads this key operation by "input reading" (2) and executes "comparison reference value measurement" (8). This is shown in FIG.
[0045]
In the "manual mode", the main CPU 1 performs "comparison reference value measurement" (8) from step 21 in FIG. That is, first, a screen is displayed on the two-dimensional display 3 for instructing the mounting of the comparison antenna 11 to the anechoic box 10 and for instructing the key 5c operation after the mounting (21). Then, it waits for the input of the key 5c (22a). In accordance with this instruction, the operator puts the comparison antenna 11 in the anechoic box 10, positions it at a predetermined position, connects it to the connector 17c (that is, the state shown in FIG. 1), and operates the antenna setting instruction key 5c. As described above, the comparison antenna 11 is attached to the measurement device as shown in FIG.
[0046]
A2. T_hr, T_crMeasurement and ENR_r(24 to 35 in FIG. 5)
In response to the operation of the key 5c, the main CPU 1 checks the data of the register RMF (22b), and if it is "1", through the interfaces 2 and 6, The noise figure 7 includes a noise temperature T._hr(25). The noise figurer 7 supplies power to the noise source 8 in response to this command. As a result, the antenna 11 emits noise radio waves. The noise figure 7 indicates the noise temperature T of the comparison antenna 11 during the feeding._hrTo measure the noise temperature T_hrIs transferred to the main CPU 1 (25). The main CPU 1 transmits the data T_hrTo the register THR (26, 27), and then the noise temperature T_crIs instructed to the noise figure 7 (28).
[0047]
The noise figure 7 stops the power supply to the noise source 8 in response to this command. As a result, the antenna 11 stops emitting noise radio waves. The noise figure 7 indicates the noise temperature T of the comparison antenna 11 while the radio wave emission is stopped._crTo measure the noise temperature T_crIs transferred to the main CPU 1 (29). The main CPU 1 transmits the data T_crIs stored in the register TCR (30, 31), and the excess noise temperature ratio ENR_rIs calculated as follows (32) and written into the register ENRR (33a):
ENR_r= (T_hr−T_cr) / T_cr  .
[0048]
Next, the main CPU 1 checks the data of the register RMF (33b), and if it is "1", displays the end of the comparison reference measurement on the two-dimensional display 3 in addition to the initial menu screen. (35), and returns to the main routine ("input reading" 2 in FIG. 3). As described above, the register ENRR stores the excess noise temperature ratio ENR of the comparison device (the antenna 9 + 11 inside the anechoic box 10 shown in FIG. 1) as the comparison reference value._rIs set.
[0049]
A3. Attaching antenna products (41 to 43 in FIG. 6)
Next, the operator operates the product measurement instruction key 5b. In response, the main CPU 1 proceeds to “product measurement” (9) via steps 2 to 5 in FIG. This is shown in FIG. When proceeding to this process in response to the operation of the product measurement instruction key 5b, the main CPU 1 first instructs the two-dimensional display 3 to attach the antenna product (15 + 18) to the anechoic box 10 and the key after the attachment. A screen for instructing the -5c operation is displayed (41). Then, input of the key 5c is waited (42a). The operator removes and removes the antenna connected to the connector 17c of the anechoic box 10 according to this instruction, inserts the antenna product (15 + 18) to be measured instead, positions it at a predetermined position, and connects it to the connector 17c. (That is, in the state shown in FIG. 2), the antenna setting instruction key 5c is operated. As described above, the antenna product (15 + 18) is attached to the measuring device as shown in FIG.
[0050]
A4. T_hm, T_cmMeasurement and ENR_m(44-53 in FIG. 6)
In response to the operation of the key 5c, the main CPU 1 checks the data of the register RMF (42b), and if it is "1", through the interfaces 2 and 6, The noise figure 7 includes a noise temperature T._hm(44). The noise figurer 7 supplies power to the noise source 8 in response to this command. As a result, the antenna 11 emits noise radio waves. The noise figure 7 is the noise temperature T of the antenna product (15 + 18) during the feeding._hmTo measure the noise temperature T_hmIs transferred to the main CPU 1 (45). The main CPU 1 transmits the data T_hmTo the register THM (46, 47), and then the noise temperature T_cmIs instructed to the noise figure 7 (48).
[0051]
The noise figure 7 stops the power supply to the noise source 8 in response to this command. Thus, the antenna 9 stops emitting the noise radio wave. The noise figure 7 indicates the noise temperature T of the antenna product (15 + 18) while the radio wave emission is stopped._cmTo measure the noise temperature T_cmIs transferred to the main CPU 1 (49). The main CPU 1 transmits the data T_cmIs stored in the register TCM (50, 51), and the excess noise temperature ratio ENR_mIs calculated as follows (52) and written into the register ENRM (53):
ENR_m= (T_hm−T_cm) / T_cm  .
[0052]
A5. Quality check and output of antenna products (54-60 in Fig. 6)
Next, the main CPU 1 calculates the noise figure NF of the amplifier 18 of the antenna product (15 + 18) mounted on the anechoic box 10 as follows, and stores it in the register NF:
NF = ENR_r/ ENR_m
Then, this is compared with a set value NFs (NFs = 2.0 in the embodiment), and when NF ≦ NFs, the product judgment data indicates 0K (standard product), and when NF> NFs, NG ( (Non-standard) is stored in the product judgment register (54).
[0053]
Next, the main CPU 1 displays the antenna product measurement results (the data of the test count register, the data of the register NF, and the data of the product judgment register) on a two-dimensional display (55). The measurement result is given and printed out (56), the data of the test count register is incremented by one (58), and the completion of the measurement of the antenna product is additionally displayed on the two-dimensional display 3 (58). Next, the main CPU 1 checks the data of the register RMF (59), and if it is "1", returns to "input reading" (2) of the main routine (FIG. 3).
[0054]
If there are many antenna products of the same lot (having the same manufacturing specifications), the operator repeats the above-mentioned processing of "A3. Mounting of antenna products (41 to 43 in FIG. 6)" and thereafter. That is, first, the key 5b is operated, the (measured) antenna product in the anechoic box 10 is taken out, the next (unmeasured) antenna product is mounted in the anechoic box 10, and the key 5c is operated. . By repeating this for each antenna product, a large number of antenna products of the same lot can be sequentially measured. The measurement result is temporarily displayed on the two-dimensional display 3 and is hard-recorded by the printer 4.
[0055]
Antenna products have already been compared with reference values (ENR_r) Is different from the one set in the register ENRR, the measurement operation is started from “A1. Mounting of the comparison antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)”.
[0056]
B. "Semi-automatic mode"
In this mode, the operator inputs a measurement command to the main CPU 1 through the keyboard 5, but the control CPU 13 removes and attaches the comparison antenna 11 and the antenna product (15 + 18) to and from the anechoic box 10. This is performed by the detachable robot 14 via the control unit. In this mode, the communication bus is connected to the connector 12c of the communication interface 12, and the data of the register RMF is 0 by executing "initialization" (1).
[0057]
B1. Mounting of the comparative antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)
In the above-mentioned "A1. Attaching the comparison antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)", the operator attaches the comparison antenna 11 to the anechoic box 10. In this semi-automatic mode, the operator removes the comparison antenna 11. No, only key 5c is operated. When reading the operation of the key 5c, the main CPU 1 instructs the control CPU 13 to attach the comparison antenna 11 via the interfaces 2 and 12. The control CPU 13 drives the detachable robot 14 in response to the instruction, takes out the comparison antenna 11 from the storage position of the comparison antenna, mounts it on the radio anechoic box 10, and completes this. The CPU 1 is notified of the ready state (the antenna mounting is completed) (23).
[0058]
B2. T_hr, T_crMeasurement and ENR_r(24 to 35 in FIG. 5)
From this first step 24, the ENR_rUntil the calculation (32, 33a), the above “A2.T_hr, T_crMeasurement and ENR_r(24 to 35 in FIG. 5), but the main CPU 1 instructs the control CPU 13 via the interfaces 2 and 12 to remove the comparison antenna 11. I do. The control CPU 13 drives the detachable robot 14 in response to the instruction, takes out the comparison antenna 11 from the anechoic box 10 and returns it to the storage position, and when this is completed, notifies the main CPU 1 of the ready (completion of antenna removal) ( 34).
[0059]
B3. Attaching antenna products (41 to 43 in FIG. 6)
In the above-mentioned "A3. Mounting of antenna product (41 to 43 in FIG. 6)", the operator removes the comparison antenna 11 from the anechoic box 10 and mounts the antenna product (15 + 18) in the anechoic box 10. In mode, the operator does not do this, but only operates the key 5c. When reading the operation of the key 5c, the main CPU 1 instructs the control CPU 13 via the interfaces 2 and 12 to install the antenna product. The control CPU 13 drives the detachable robot 14 in response to this instruction, takes out one antenna product from the antenna product stock stage, mounts it on the anechoic box 10, and completes this, and the detachable robot 14 retreats from the dark box 10. Then, ready (antenna mounting completed) is notified to the main CPU 1 (42a, 42b, 43).
[0060]
B4. T_hm, T_cmMeasurement and ENR_m(44-53 in FIG. 6)
The above-mentioned “A4.T_hm, T_cmMeasurement and ENR_m(44-53 in FIG. 6) ".
[0061]
B5. Quality check and output of antenna products (54-60 in Fig. 6)
This process is the same up to step 58 of "A5. Quality check & output of antenna product (54-60 in FIG. 6)", but in this semi-automatic mode, the main CPU 1 An instruction to remove the antenna product and data (0K (standard product) or NG (non-standard) data) of the product determination register are transmitted to the control CPU 13 via the faces 2 and 12; . The control CPU 13 drives the detachable robot 14 in response to this instruction, removes the antenna product from the anechoic box 10, and responds to the product determination data (0K / NG). Transfer the extracted antenna product to the line or, if NG, to the nonstandard product transport line. When this is completed, the main CPU 1 is notified of the ready (antenna removal completed) (60). In response, the main CPU 1 returns to "input reading" (2) of the main routine.
[0062]
In the "semi-automatic mode" described above, the operator only needs to perform a key operation, and there is no need to attach / detach the antenna to / from the anechoic box 10.
[0063]
C. "Fully automatic mode"
In this mode, the control CPU 13 or a separate line control computer of an antenna manufacturing line serves as a master and gives a measurement command to the main CPU 1, and the main CPU 1 issues a command to the master as a slave. This mode responds to In a mode in which the line control computer of the antenna production line tracks the flow of the antenna product and gives a measurement command to the main CPU 1, the control bus of the line control computer is connected to the connector 12c of the communication interface 12. The control CPU 13 is connected to the control bus of the line control computer via another communication interface. In this embodiment, the control CPU 13 attaches and detaches the above-described antenna according to a command from the line control computer.
[0064]
Here, a mode in which the control CPU 13 has a function of managing the conveyance of the antenna product sent out from the antenna product manufacturing line and gives a measurement command to the main CPU 1 will be described.
[0065]
C1. Mounting of the comparative antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)
When the control CPU 13 detects the arrival of the comparison antenna 11 in the work area of the detachable robot 14, the control CPU 13 controls the detachable robot 14 to mount the comparative antenna 11 on the anechoic box 10. A comparison value measurement command is transmitted to the main CPU 1 via the face 12. In response, the main CPU 1 proceeds to step 24 of “measurement of comparison reference value” (8) (2-4-8 in FIG. 3). That is, the above-mentioned “A1. Attaching of the comparison antenna 11 (21 to 23 in FIG. 5)” is skipped (see FIG. 5).4To 24).
[0066]
C2. T_hr, T_crMeasurement and ENR_r(24 to 35 in FIG. 5)
The above-mentioned "B2.T_hr, T_crMeasurement and ENR_r(24-35 in FIG. 5) ". However, the control CPU 13 ejects the detached comparison antenna 11 to the comparison antenna accommodation position.
[0067]
C3. Attaching antenna products (41 to 43 in FIG. 6)
When detecting the arrival of the antenna product (15 + 18) to the work area of the detachable robot 14, the control CPU 13 controls the detachable robot 14 to mount the antenna product on the anechoic box 10, and when the detachable robot 14 retreats, A product measurement command is transmitted to the main CPU 1 via the face 12. In response to this, the main CPU 1 proceeds to step 44 of “Product measurement” (9) (2-6-9 in FIG. 3). In other words, the above-mentioned “A3. Attaching the antenna product (41 to 43 in FIG. 6)” is skipped (see FIG. 6).6To 44).
[0068]
C4. T_hm, T_cmMeasurement and ENR_m(44-53 in FIG. 6)
The above-mentioned “B4.T_hm, T_cmMeasurement and ENR_m(44-53 in FIG. 6) ".
[0069]
C5. Quality check and output of antenna products (54-60 in Fig. 6)
This is the same as the content of the above “B5. Quality check & output of antenna product (54 to 60 in FIG. 6)”.
[0070]
In the "fully automatic mode" described above, no operator intervention is required.
[0071]
According to the embodiment of the present invention described above, since the antenna product (15 + 18) can be measured without breaking (the amplifier 18 is separated from the antenna 15), the efficient measurement and performance of the mass-produced antenna product can be performed. Can adapt to checks.
[0072]
Using the embodiment described above, the A.I. The results measured in "manual mode" are shown in Table 1 below. In the same table, without using the above-described embodiment, only the amplifier was used alone, and the noise figure NF obtained by the measurement work and the calculation by the operator was all described in the column of "single NF value". The number of samples for the measurement was n = 5, and the difference between the measured average value and the NF value obtained as a single amplifier alone was +0.15 [dB]. The maximum difference is 0.23 [dB] from the variation width of 0.14 [dB] (± 0.7 [dB]). This value seems reasonable considering the error of the measuring instrument ± 0.25 [dB].
[0073]
[Table 1]

[0074]
The NF value [dB] * in Table 1 is calculated by the following equation (22): NF = ENR_r/ ENR_mIs calculated using a common logarithmic formula NF = 10 log₁₀[ENR_r/ ENR_m[DB] is calculated using this formula. The standard of the antenna product used for the sample is that the NF value of the amplifier 18 of the antenna product (15 + 18) is a value calculated by the above formula. In the embodiment, the set value NFs for pass / fail determination is set to 2.0 with respect to the value calculated by the above formula.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of an embodiment of the present invention, and a comparison reference value ENR;_rThis shows a state in which the comparison antenna 11 having substantially the same characteristics as the antenna 15 to which the amplifier 18 to be measured is connected is connected to the connector 17c in order to obtain.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration outline of the embodiment shown in FIG. 1 in the same manner as FIG. 1;_mThis shows a state where the antenna product (15 + 18) is connected to the connector 17c in order to obtain.
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of a measurement control operation of a main CPU 1 shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of "initialization" (1) shown in FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the content of “comparison reference value measurement” (8) shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart showing the content of “product measurement” (9) shown in FIG. 3;
7A and 7B show a microstrip antenna product which is one of the measurement objects of the embodiment shown in FIG. 1, wherein FIG. 7A is a perspective view and FIG. 7B is a front view.
8 is a perspective view showing an appearance of a slot antenna product which is another object to be measured in the embodiment shown in FIG.
[Explanation of symbols]
5: Keyboard 5a: Comparative value measurement instruction key
5b: Product measurement instruction key 5c: Antenna set instruction key
5d: End instruction key
8: Noise source 9: Antenna for radiation of noise radio waves
11: Comparative antenna 12c: Connector
15: Antenna of antenna product 16: Connection cable
17: Connection cable 17c: Connector
18: Amplifier for antenna products

Claims (4)

Reference value setting means for setting a comparison reference value in a memory;
A noise source for radiating noise radio waves to the antenna to which the amplifier to be measured is connected;
Noise radiation instructing means for instructing the noise source to turn on / off noise radiation;
Means for measuring the noise temperature of the amplifier during the on of the noise emission and the noise temperature during the off;
Means for calculating an excess noise temperature ratio based on both measured temperatures; and
Means for calculating a noise figure based on the comparison reference value of the memory and the excess noise temperature ratio;
A noise figure measuring device for an amplifier connected to an antenna, comprising: The reference value setting means is provided for the comparison antenna having substantially the same antenna characteristics as the antenna to which the amplifier to be measured is connected, the noise temperature when the noise source radiates noise radio waves thereto, and 2. The noise of an amplifier connected to an antenna according to claim 1, further comprising: means for measuring a noise temperature of the antenna, and means for calculating an excess noise temperature ratio based on both measured temperatures and writing the ratio to a memory. Index measurement device. An antenna for radiating noise radio waves placed in a space where external radio waves are blocked;
A noise source for supplying power for noise radio wave radiation to the antenna;
Noise emission instructing means for instructing the noise source to turn on / off noise emission;
The antenna to be measured has substantially the same antenna characteristics as the antenna to which it is connected, and the noise temperature and radiated noise of the comparative antenna placed in the space when the noise source radiates noise radio waves to it. Comparison value measuring means for measuring noise temperature when there is no noise value;
Means for calculating an excess noise temperature ratio based on both temperatures measured by the comparison value measuring means and writing the same in a memory;
In place of the comparison antenna, the antenna placed in the space, to which the amplifier to be measured is connected, the noise temperature and the noise radio wave of the amplifier while the antenna for radiating the noise radio wave radiates the noise radio wave. Product measuring means for measuring noise temperature while not emitting;
Product noise ratio calculating means for calculating an excess noise temperature ratio based on the two temperatures measured by the product measuring means;
Means for calculating a noise figure based on the excess noise temperature ratio of the memory and the excess noise temperature ratio calculated by the product noise ratio calculation means;
Means for outputting the calculated noise figure;
A noise figure measuring device for an amplifier connected to an antenna, comprising: A method for measuring the noise figure of an amplifier connected to an antenna, comprising the following steps:
A. With respect to the antenna for emitting noise radio waves, a comparative antenna having substantially the same antenna characteristics as the antenna to which the amplifier to be measured is connected is placed at a predetermined position, and the antenna for emitting radio noise emits radio waves. Measuring the noise temperature T _hr of the comparison antenna at the time and measuring the noise temperature T _cr of the comparison antenna before or after the antenna for radiating the noise radio wave does not radiate the noise radio wave;
B. Calculate ENR _r = ( _Thr - _Tcr ) / _Tcr ;
C. The comparative antenna is replaced with an antenna to which an amplifier to be measured is connected, a noise radio wave is radiated from an antenna for radiating a noise radio wave, and a noise temperature T _{hm of the} amplifier at that time is measured. Measuring the noise temperature T _{cm of the} amplifier when the radio wave radiation antenna does not emit noise radio waves;
D. ENR _m = calculated _{(T hm -T cm) / T} cm; and,
E. FIG. NF = ENR _r / ENR _m is calculated.

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