JP7186932B2 - Waveguide mode measuring device, waveguide mode measuring method, and waveguide system - Google Patents
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Description
本開示は、導波管モード測定装置と、導波管モード測定方法と、導波管システムとに関するものである。
The present disclosure relates to a waveguide mode measurement device, a waveguide mode measurement method, and a waveguide system.
円形導波管が有している複数の導波管モードにおけるそれぞれの電磁波の振幅を測定する方法として、ホーンアンテナを用いて、導波管モード内の電磁波を空間に放射させ、空間における電磁波の放射パターンを解析することによって、それぞれの電磁波の振幅を測定する方法(以下「従来の導波管モード測定方法」という)がある。 As a method for measuring the amplitude of each electromagnetic wave in a plurality of waveguide modes possessed by a circular waveguide, a horn antenna is used to radiate the electromagnetic wave in the waveguide mode into space, and the electromagnetic wave in the space is measured. There is a method of measuring the amplitude of each electromagnetic wave by analyzing the radiation pattern (hereinafter referred to as "conventional waveguide mode measuring method").
ところで、円形導波管の周囲に複数の同軸ケーブルを接続することによって、それぞれの同軸ケーブルから、当該円形導波管が有しているTM01モードの電磁波の取り出しを可能にしている電力分配器がある(例えば、特許文献1を参照)。 By the way, by connecting a plurality of coaxial cables around a circular waveguide, there is a power divider that enables extraction of TM01 mode electromagnetic waves possessed by the circular waveguide from each coaxial cable. (See, for example, Patent Document 1).
従来の導波管モード測定方法では、円形導波管内の電磁波の電力によっては、空間に放射された電磁波が、円形導波管の周辺機器に対して電磁障害等の悪影響を及ぼしてしまうことがある。周辺機器に対する悪影響を抑えるには、空間への電磁波の放射を止めなければならないことがある。従来の導波管モード測定方法では、空間への電磁波の放射を止めてしまうと、電磁波の振幅を測定することができなくなるという課題があった。
なお、特許文献1に開示されている電力分配器を従来の導波管モード測定装置に適用しても、周辺機器に対する悪影響を抑えることができないため、上記課題を解決できない。In the conventional waveguide mode measurement method, depending on the power of the electromagnetic waves in the circular waveguide, the electromagnetic waves radiated into the space may have adverse effects such as electromagnetic interference on the peripheral devices of the circular waveguide. be. In order to suppress adverse effects on peripheral devices, it may be necessary to stop the emission of electromagnetic waves into space. The conventional waveguide mode measurement method has a problem that the amplitude of the electromagnetic wave cannot be measured if the radiation of the electromagnetic wave to the space is stopped.
Even if the power divider disclosed in
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、円形導波管内の電磁波を空間に放射させることなく、電磁波の振幅を測定することができる導波管モード測定装置及び導波管モード測定方法を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and is a waveguide mode measuring device and a waveguide mode measuring device capable of measuring the amplitude of an electromagnetic wave without radiating the electromagnetic wave in a circular waveguide into space. The objective is to obtain a wave tube mode measurement method.
本開示に係る導波管モード測定装置は、管壁を有する円形導波管を伝搬するTM01モードの電磁波、又は、円形導波管を伝搬するTE11モードの電磁波の振幅を測定する導波管モード測定装置であって、管壁を貫通している複数の孔のそれぞれに挿入された複数のプローブの端部に接続された測定器から、それぞれのプローブに現れている電圧の測定値を取得する測定値取得部と、測定値取得部により取得された複数の測定値の平均値を算出する平均値算出部と、平均値算出部により算出された平均値から、TM01モードにおける電磁波の振幅を算出する第1の振幅算出処理部、又は、測定値取得部により取得されたそれぞれの測定値から、平均値算出部により算出された平均値を減算し、平均値減算後の複数の測定値の重み付け平均値を算出し、重み付け平均値から、TE11モードにおける電磁波の振幅を算出する第2の振幅算出処理部のうち、1つ以上の振幅算出処理部を備える振幅算出部とを備えるものである。 A waveguide mode measuring apparatus according to the present disclosure measures the amplitude of a TM01 mode electromagnetic wave propagating through a circular waveguide having a waveguide wall or a TE11 mode electromagnetic wave propagating through a circular waveguide. A measuring device for obtaining measurements of the voltage appearing at each probe from a measuring instrument connected to the ends of a plurality of probes inserted into respective ones of a plurality of holes through the pipe wall. Calculate the amplitude of the electromagnetic wave in the TM01 mode from the measured value acquisition unit, the average value calculation unit that calculates the average value of the plurality of measured values acquired by the measured value acquisition unit, and the average value calculated by the average value calculation unit Subtracting the average value calculated by the average value calculation unit from each measurement value acquired by the first amplitude calculation processing unit or the measurement value acquisition unit, and weighting the plurality of measurement values after the average value subtraction Among the second amplitude calculation processing units that calculate the average value and calculate the amplitude of the electromagnetic wave in the TE11 mode from the weighted average value, the amplitude calculation unit includes one or more amplitude calculation processing units.
本開示によれば、円形導波管内の電磁波を空間に放射させることなく、電磁波の振幅を測定することができる。 According to the present disclosure, the amplitude of electromagnetic waves can be measured without radiating the electromagnetic waves in the circular waveguide into space.
以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。 Hereinafter, in order to describe the present disclosure in more detail, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る導波管システムを示す構成図である。
図1に示す導波管システムは、導波管装置1、測定器4及び導波管モード測定装置5を備えている。
導波管装置1は、円形導波管2及び2のn乗本のプローブ3を備えている。nは、2以上の整数である。
図1に示す導波管システムでは、n=3であり、導波管装置1が、2の3乗本(=8本)のプローブ3-1~3-8を備えている。以下、プローブ3-1~3-8を区別しない場合、プローブ3のように表記することがある。
円形導波管2は、導波管モードとして、TM01モード及びTE11モードのそれぞれを有している。
図1に示す円形導波管2は、TM01モード及びTE11モードのそれぞれを有していればよく、TM01モード及びTE11モードのそれぞれと異なる導波管モードを更に有していてよい。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a waveguide system according to
The waveguide system shown in FIG. 1 includes a
A
In the waveguide system shown in FIG. 1, n=3, and the
The
The
図2は、実施の形態1に係る導波管装置1を示す斜視図であり、図3は、実施の形態1に係る導波管装置1を示す側面図であり、図4は、実施の形態1に係る導波管装置1を示す断面図である。
図5は、実施の形態1に係る導波管装置1の要部を示す拡大図である。
円形導波管2は、管壁2aを有しており、管壁2aには、貫通孔として、複数の孔2bが施されている。
孔2bの数は、2のn乗個であり、2のn乗個の孔2bが、管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる。図1に示す導波管システムでは、n=3であり、孔2bの数が、2の3乗個(=8個)である。
複数のプローブ3として、2のn乗本のプローブ3が、管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる。
図1に示す導波管システムでは、n=3であり、8本のプローブ3-1~3-8が、管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる。
プローブ3-1は第1のプローブであり、プローブ3-2は第2のプローブであり、プローブ3-3は第3のプローブであり、プローブ3-4は第4のプローブである。
プローブ3-5は第5のプローブであり、プローブ3-6は第6のプローブであり、プローブ3-7は第7のプローブであり、プローブ3-8は第8のプローブである。2 is a perspective view showing the
FIG. 5 is an enlarged view showing a main part of the
The
The number of
As the plurality of
In the waveguide system shown in FIG. 1, n=3, and eight probes 3-1 to 3-8 are arranged at intervals of 45 degrees in the circumferential direction of the
Probe 3-1 is the first probe, probe 3-2 is the second probe, probe 3-3 is the third probe, and probe 3-4 is the fourth probe.
Probe 3-5 is the fifth probe, probe 3-6 is the sixth probe, probe 3-7 is the seventh probe, and probe 3-8 is the eighth probe.
プローブ3-m(m=1,2,・・・,8)は、例えば、同軸線路によって実現される。
プローブ3-mが、同軸線路によって実現される場合、プローブ3-mは、同軸線路の内導体3aを有する。
プローブ3-mの一端は、円形導波管2の管壁2aを貫通している孔2bに挿入されている。
プローブ3-mの他端である端部は、測定器4と接続されている。
プローブ3-mが同軸線路によって実現される場合、図5に示すように、同軸線路の内導体3aが、孔2bに挿入される。
図5では、同軸線路の内導体3aが、孔2bに挿入され、内導体3aの先端は、孔2bの位置に留まっている。しかし、これは一例に過ぎず、内導体3aの先端は、孔2bを貫通して、円形導波管2の管内に挿入されていてもよい。
図1に示す導波管システムでは、8本のプローブ3-1~3-8として、同一形状のプローブ3が用いられるものを想定している。しかし、これは一例に過ぎず、プローブ3-1~3-8として、互いに異なる形状のプローブ3が用いられるものであってもよい。
図1に示す導波管システムでは、プローブ3-mが、同軸線路によって実現されている。しかし、これは一例に過ぎず、プローブ3-mが、例えば、方形導波管によって実現されていてもよい。The probes 3-m (m=1, 2, . . . , 8) are realized by coaxial lines, for example.
When the probe 3-m is implemented by a coaxial line, the probe 3-m has an
One end of the probe 3-m is inserted into a
The other end of the probe 3-m is connected to the measuring device 4. FIG.
When the probe 3-m is realized by a coaxial line, the
In FIG. 5, the
In the waveguide system shown in FIG. 1, it is assumed that
In the waveguide system shown in FIG. 1, probe 3-m is realized by a coaxial line. However, this is only an example, and probe 3-m may be realized by, for example, a rectangular waveguide.
測定器4は、例えば、オシロスコープによって実現される。
測定器4には、プローブ3-1~3-8におけるそれぞれの他端が接続されている。
測定器4は、それぞれのプローブ3-mに現れている電圧を測定する。
測定器4は、それぞれの電圧の測定値Pm(m=1,2,・・・,8)を示す測定情報を導波管モード測定装置5に出力する。Measuring device 4 is implemented by, for example, an oscilloscope.
The measuring device 4 is connected to the other ends of the probes 3-1 to 3-8.
A measuring device 4 measures the voltage appearing at each probe 3-m.
The measuring device 4 outputs to the waveguide
導波管モード測定装置5は、図6に示すように、測定値取得部11、平均値算出部12及び振幅算出部13を備えている。
導波管モード測定装置5は、TM01モードにおける電磁波の振幅及びTE11モードにおける電磁波の振幅のそれぞれを算出する。The waveguide
The waveguide
図6は、実施の形態1に係る導波管モード測定装置5を示す構成図である。
図7は、実施の形態1に係る導波管モード測定装置5のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
測定値取得部11は、例えば、図7に示す測定値取得回路21によって実現される。
測定値取得部11は、測定器4から、それぞれのプローブ3-m(m=1,2,・・・,8)に現れている電圧の測定値Pmを示す測定情報を取得する。
測定値取得部11は、測定情報を平均値算出部12及び振幅算出部13のそれぞれに出力する。FIG. 6 is a configuration diagram showing a waveguide
FIG. 7 is a hardware configuration diagram showing hardware of the waveguide
The measured
The measured
The measured
平均値算出部12は、例えば、図7に示す平均値算出回路22によって実現される。
平均値算出部12は、測定値取得部11により取得された測定値P1~P8の平均値Paveを算出する。
平均値算出部12は、平均値Paveを振幅算出処理部13に出力する。The
The
The
振幅算出部13は、第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15を備えている。
振幅算出部13は、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1と、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2A,Amp2Bとを算出する。
図1に示す導波管システムでは、振幅算出部13が、第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15を備えている。しかし、振幅算出部13は、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1と、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2A,Amp2Bとのうち、いずれか1つのモードにおける電磁波の振幅を算出するものであってもよい。いずれか1つのモードにおける電磁波の振幅を算出する場合、振幅算出部13は、第1の振幅算出処理部14、又は、第2の振幅算出処理部15のいずれか1つを備えていればよい。The
The
In the waveguide system shown in FIG. 1, the
第1の振幅算出処理部14は、例えば、図7に示す第1の振幅算出回路23によって実現される。
第1の振幅算出処理部14は、平均値算出部12により算出された平均値Paveから、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1を算出する。
第2の振幅算出処理部15は、例えば、図7に示す第2の振幅算出回路24によって実現される。
第2の振幅算出処理部15は、測定値取得部11により取得されたそれぞれの測定値Pmから、平均値算出部12により算出された平均値Paveを減算することによって、平均値減算後の測定値Pm’を算出する。
第2の振幅算出処理部15は、平均値減算後の複数の測定値Pm’の重み付け平均値を算出し、重み付け平均値から、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2A,Amp2Bを算出する。The first amplitude
The first amplitude
The second amplitude
The second amplitude
The second amplitude
図6では、導波管モード測定装置5の構成要素である測定値取得部11、平均値算出部12、第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15のそれぞれが、図7に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、導波管モード測定装置5が、測定値取得回路21、平均値算出回路22、第1の振幅算出回路23及び第2の振幅算出回路24によって実現されるものを想定している。
測定値取得回路21、平均値算出回路22、第1の振幅算出回路23及び第2の振幅算出回路24のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。In FIG. 6, each of the measured
Each of the measured
導波管モード測定装置5の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、導波管モード測定装置5が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。The components of the waveguide
Software or firmware is stored as a program in a computer's memory. A computer means hardware that executes a program, for example, a CPU (Central Processing Unit), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, or a DSP (Digital Signal Processor). do.
図8は、導波管モード測定装置5が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
導波管モード測定装置5が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、測定値取得部11、平均値算出部12、第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ31に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ32がメモリ31に格納されているプログラムを実行する。FIG. 8 is a hardware configuration diagram of a computer when the waveguide
When the waveguide
また、図7では、導波管モード測定装置5の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図8では、導波管モード測定装置5がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、導波管モード測定装置5における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
7 shows an example in which each component of the waveguide
円形導波管2は、導波管モードとして、少なくとも、TM01モード及びTE11モードのそれぞれを有している。
TE11モードにおける電磁波は、第1の偏波と、第1の偏波と直交している第2の偏波とを含んでいる。第1の偏波は、例えば、図9Aに示すような縦方向の垂直偏波であり、第2の偏波は、例えば、図9Bに示すような横方向の水平偏波である。
以下、図9Aに示すような縦方向の垂直偏波をTE11Aモードにおける電磁波と称する。また、図9Bに示すような横方向の水平偏波をTE11Bモードにおける電磁波と称する。
TE11モードにおける電磁波のうち、任意の傾斜角を有する偏波であっても、TE11Aモード、又は、TE11Bモードのいずれかに含めることができる。
図9Aは、TE11Aモードにおける電磁波の電界及び磁界のそれぞれを示す説明図、図9Bは、TE11Bモードにおける電磁波の電界及び磁界のそれぞれを示す説明図である。
図9Cは、TM01モードにおける電磁波の電界及び磁界のそれぞれを示す説明図である。
図1に示す導波管システムでは、縦方向の垂直偏波及び横方向の水平偏波のそれぞれを以下のように定義する。
縦方向の垂直偏波は、図3において、円形導波管2の中心からプローブ3-1への方向であるφ=0[deg]方向の偏波とする。
横方向の水平偏波は、図3において、円形導波管2の中心からプローブ3-3への方向であるφ=90[deg]方向の偏波とする。The
Electromagnetic waves in the TE11 mode have a first polarization and a second polarization that is orthogonal to the first polarization. The first polarization is, for example, vertical polarization in the vertical direction as shown in FIG. 9A, and the second polarization is horizontal polarization in the horizontal direction, for example, as shown in FIG. 9B.
Hereinafter, vertically polarized waves in the vertical direction as shown in FIG. 9A are referred to as electromagnetic waves in the TE11A mode. Further, the laterally horizontally polarized wave as shown in FIG. 9B is called an electromagnetic wave in the TE11B mode.
Among the electromagnetic waves in the TE11 mode, even polarized waves having an arbitrary tilt angle can be included in either the TE11A mode or the TE11B mode.
FIG. 9A is an explanatory diagram showing the electric field and magnetic field of the electromagnetic wave in the TE11A mode, and FIG. 9B is an explanatory diagram showing the electric field and magnetic field of the electromagnetic wave in the TE11B mode.
FIG. 9C is an explanatory diagram showing each of the electric field and magnetic field of electromagnetic waves in the TM01 mode.
In the waveguide system shown in FIG. 1, vertical polarization in the vertical direction and horizontal polarization in the horizontal direction are defined as follows.
The vertically polarized wave in the longitudinal direction is the polarized wave in the direction of φ=0 [deg], which is the direction from the center of the
The horizontally polarized wave in the horizontal direction is the polarized wave in the direction of φ=90 [deg], which is the direction from the center of the
円形導波管2の管壁2aには、8本のプローブ3-1~3-8が、円周方向に45度の間隔で並んでいる。
プローブ3-1は、φ=0[deg]方向に配置されており、プローブ3-1に現れる電圧の測定値は、P1である。
プローブ3-2は、φ=45[deg]方向に配置されており、プローブ3-2に現れる電圧の測定値は、P2である。
プローブ3-3は、φ=90[deg]方向に配置されており、プローブ3-3に現れる電圧の測定値は、P3である。
プローブ3-4は、φ=135[deg]方向に配置されており、プローブ3-4に現れる電圧の測定値は、P4である。
プローブ3-5は、φ=180[deg]方向に配置されており、プローブ3-5に現れる電圧の測定値は、P5である。
プローブ3-6は、φ=225[deg]方向に配置されており、プローブ3-6に現れる電圧の測定値は、P6である。
プローブ3-7は、φ=270[deg]方向に配置されており、プローブ3-7に現れる電圧の測定値は、P7である。
プローブ3-8は、φ=315[deg]方向に配置されており、プローブ3-8に現れる電圧の測定値は、P8である。On the
The probe 3-1 is arranged in the φ=0 [deg] direction, and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-1 is P1.
The probe 3-2 is arranged in the direction of φ=45 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-2 is P2.
The probe 3-3 is arranged in the direction of φ=90 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-3 is P3.
The probe 3-4 is arranged in the direction of φ=135 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-4 is P4.
The probe 3-5 is arranged in the φ=180 [deg] direction, and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-5 is P5.
The probe 3-6 is arranged in the direction of φ=225 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-6 is P6.
The probe 3-7 is arranged in the φ=270 [deg] direction, and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-7 is P7.
The probe 3-8 is arranged in the φ=315 [deg] direction, and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-8 is P8.
それぞれのプローブ3-m(m=1,2,・・・,8)への電磁波の相対的な結合量は、以下の通りである。結合量は、プローブ3-mに結合される電磁波の振幅と、プローブ3-mに結合される電磁波の位相とによって表される。
TM01モードでは、それぞれのプローブ3-m(m=1,2,・・・,8)に結合される電磁波の振幅は、同一振幅となり、それぞれのプローブ3-mに結合される電磁波の位相は、同一位相となる。The relative amount of electromagnetic waves coupled to each probe 3-m (m=1, 2, . . . , 8) is as follows. The amount of coupling is represented by the amplitude of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-m and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-m.
In the TM01 mode, the amplitude of the electromagnetic waves coupled to each probe 3-m (m=1, 2, . . . , 8) is the same amplitude, and the phase of the electromagnetic waves coupled to each probe 3-m is , have the same phase.
TE11Aモードでは、プローブ3-1及びプローブ3-5のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、他のプローブ3-2~3-4,3-6~3-8のそれぞれに結合される電磁波の振幅よりも大きく、最大振幅となる。プローブ3-1に結合される電磁波の位相と、プローブ3-5に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-2及びプローブ3-6のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、最大振幅よりも-3[dB]である。プローブ3-2に結合される電磁波の位相と、プローブ3-6に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-4及びプローブ3-8のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、最大振幅よりも-3[dB]である。プローブ3-4に結合される電磁波の位相と、プローブ3-8に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-3及びプローブ3-7のそれぞれには、電磁波がほとんど結合されない。 In the TE11A mode, the amplitude of the electromagnetic wave coupled to each of the probes 3-1 and 3-5 is the amplitude of the electromagnetic wave coupled to each of the other probes 3-2 to 3-4 and 3-6 to 3-8. Amplitude and maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled to the probe 3-1 and the phase of the electromagnetic wave coupled to the probe 3-5 are opposite in phase. The amplitude of the electromagnetic waves coupled to each of the probes 3-2 and 3-6 is -3 [dB] below the maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-2 and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-6 are opposite in phase. The amplitude of the electromagnetic waves coupled to each of the probes 3-4 and 3-8 is -3 [dB] below the maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-4 and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-8 are opposite in phase. Almost no electromagnetic waves are coupled to each of the probes 3-3 and 3-7.
TE11Bモードでは、プローブ3-3及びプローブ3-7のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、他のプローブ3-1,3-2,3-4~3-6,3-8のそれぞれに結合される電磁波の振幅よりも大きく、最大振幅となる。プローブ3-3に結合される電磁波の位相と、プローブ3-7に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-2及びプローブ3-6のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、最大振幅よりも-3[dB]である。プローブ3-2に結合される電磁波の位相と、プローブ3-6に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-4及びプローブ3-8のそれぞれに結合される電磁波の振幅は、最大振幅よりも-3[dB]である。プローブ3-4に結合される電磁波の位相と、プローブ3-8に結合される電磁波の位相とは、逆相となる。プローブ3-1及びプローブ3-5のそれぞれには、電磁波がほとんど結合されない。 In the TE11B mode, the amplitude of the electromagnetic wave coupled to each of the probes 3-3 and 3-7 is coupled to each of the other probes 3-1, 3-2, 3-4 to 3-6, 3-8. is larger than the amplitude of the electromagnetic wave that is applied, and becomes the maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-3 and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-7 are opposite in phase. The amplitude of the electromagnetic waves coupled to each of the probes 3-2 and 3-6 is -3 [dB] below the maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-2 and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-6 are opposite in phase. The amplitude of the electromagnetic waves coupled to each of the probes 3-4 and 3-8 is -3 [dB] below the maximum amplitude. The phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-4 and the phase of the electromagnetic wave coupled with the probe 3-8 are opposite in phase. Almost no electromagnetic waves are coupled to each of the probes 3-1 and 3-5.
プローブ3-1~3-8の形状が同一形状であれば、それぞれのプローブ3-mへの電磁波の結合量は、上述したような相対的な結合量となる。
例えば、図示せぬコンピュータは、プローブ3-1~3-8の形状が同一形状であれば、それぞれのプローブ3-mへの相対的な電磁波の結合量から、全てのプローブ3に対するTM01モードでの結合量BTM01、全てのプローブ3に対するTE11Aモードでの結合量BTE11A及び全てのプローブ3に対するTE11Bモードでの結合量BTE11Bのそれぞれを計算する。結合量BTM01、結合量BTE11A及び結合量BTE11Bにおけるそれぞれの計算処理は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
それぞれのプローブ3-mの形状によっては、それぞれのプローブ3-mへの電磁波の結合量が異なる。プローブ3-1~3-8の形状が互いに異なる形状であれば、例えば、図示せぬコンピュータは、電磁界解析等を実施することによって、TM01モードでの結合量BTM01、TE11Aモードでの結合量BTE11A及びTE11Bモードでの結合量BTE11Bのそれぞれを計算する。
結合量BTM01は、第1の振幅算出処理部14の内部メモリに格納され、結合量BTE11A及び結合量BTE11Bのそれぞれは、第2の振幅算出処理部15の内部メモリに格納される。If the probes 3-1 to 3-8 have the same shape, the amount of electromagnetic waves coupled to each probe 3-m will be the relative amount of coupling as described above.
For example, if the probes 3-1 to 3-8 have the same shape, a computer (not shown) can determine from the relative amount of electromagnetic wave coupling to each probe 3-m the TM01 mode for all the
Depending on the shape of each probe 3-m, the amount of electromagnetic waves coupled to each probe 3-m differs. If the probes 3-1 to 3-8 have different shapes, for example, a computer (not shown) performs electromagnetic field analysis or the like to determine the amount of coupling B TM01 in the TM01 mode and the coupling in the TE11A mode. Quantity B TE11A and the coupling quantity B TE11B in the TE11B mode are calculated respectively.
The coupling amount B TM01 is stored in the internal memory of the first amplitude
次に、図1に示す導波管システムの動作について説明する。
図10は、導波管モード測定装置5の処理手順である導波管モード測定方法を示すフローチャートである。
測定器4は、それぞれのプローブ3-m(m=1,2,・・・,8)に現れている電圧を時間波形として測定する。
測定器4は、それぞれの電圧の測定値Pm(m=1,2,・・・,8)を示す測定情報を導波管モード測定装置5に出力する。Next, the operation of the waveguide system shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 10 is a flow chart showing a waveguide mode measuring method, which is a processing procedure of the waveguide
The measuring device 4 measures the voltage appearing on each probe 3-m (m=1, 2, . . . , 8) as a time waveform.
The measuring device 4 outputs to the waveguide
導波管モード測定装置5の測定値取得部11は、測定器4から、それぞれのプローブ3-mに現れている電圧の測定値Pmを示す測定情報を取得する(図10のステップST1)。
測定値取得部11は、測定情報を平均値算出部12及び第2の振幅算出処理部15のそれぞれに出力する。The measured
The measured
平均値算出部12は、測定値取得部11から、測定情報を取得する。
平均値算出部12は、以下の式(1)に示すように、測定情報が示す測定値P1~P8の平均値Paveを算出する(図10のステップST2)。
平均値算出部12は、平均値Paveを第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15のそれぞれに出力する。The
The
The
第1の振幅算出処理部14は、平均値算出部12から、平均値Paveを取得する。
第1の振幅算出処理部14は、以下の式(2)に示すように、内部メモリに格納されているTM01モードでの結合量BTM01を平均値Paveに加算することによって、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1を算出する(図10のステップST3)。
Amp1=Pave+BTM01 (2)
第1の振幅算出処理部14は、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1を、例えば、TM01モードにおける電磁波を用いる外部の装置(図示せぬ)に出力する。The first amplitude
The first amplitude
Amp 1 =P ave +B TM01 (2)
The first amplitude
第2の振幅算出処理部15は、測定値取得部11から、測定情報を取得し、平均値算出部12から、平均値Paveを取得する。
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(3)に示すように、測定情報が示すそれぞれの測定値Pm(m=1,2,・・・,8)から、平均値Paveを減算することによって、平均値減算後の測定値Pm’を算出する(図10のステップST4)。
Pm’=Pm-Pave (3)The second amplitude
The second amplitude
Pm′=Pm−P ave (3)
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(4)に示すように、測定値P1’、測定値P2’、測定値P4’、測定値P5’、測定値P6’及び測定値P8’の重み付け平均値を第1の重み付け平均値WPave1として算出する(図10のステップST5)。
kは、係数であり、k=√2であれば、kをデシベル換算すると、3[dB]に相当する。The second amplitude
k is a coefficient, and if k=√2, k is equivalent to 3 [dB] when converted to decibels.
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(5)に示すように、測定値P2’、測定値P3’、測定値P4’、測定値P6’、測定値P7’及び測定値P8’の重み付け平均値を第2の重み付け平均値WPave2として算出する(図10のステップST6)。
The second amplitude
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(6)に示すように、内部メモリに格納されているTE11Aモードでの結合量BTE11Aを第1の重み付け平均値WPave1に加算することによって、TE11モードAにおける電磁波の振幅Amp2Aを算出する(図10のステップST7)。
Amp2A=WPave1+BTE11A (6)The second amplitude
Amp 2A = WP ave1 + B TE11A (6)
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(7)に示すように、内部メモリに格納されているTE11Bモードでの結合量BTE11Bを第2の重み付け平均値WPave2に加算することによって、TE11Bモードにおける電磁波の振幅Amp2Bを算出する(図10のステップST8)。
Amp2B=WPave2+BTE11B (7)
第2の振幅算出処理部15は、TE11Aモードにおける電磁波の振幅Amp2A及びTE11Bモードにおける電磁波の振幅Amp2Bのそれぞれを、例えば、TE11Aモードにおける電磁波及びTE11Bモードにおける電磁波のそれぞれを用いる外部の装置(図示せぬ)に出力する。The second amplitude
Amp 2B = WP ave2 + B TE11B (7)
The second amplitude
以上の実施の形態1では、管壁2aを有する円形導波管2を伝搬するTM01モードの電磁波、又は、円形導波管2を伝搬するTE11モードの電磁波の振幅を測定する導波管モード測定装置5であって、管壁2aを貫通している複数の孔2bのそれぞれに挿入された複数のプローブ3の端部に接続された測定器4から、それぞれのプローブ3に現れている電圧の測定値を取得する測定値取得部11と、測定値取得部11により取得された複数の測定値の平均値を算出する平均値算出部12と、平均値算出部12により算出された平均値から、TM01モードにおける電磁波の振幅を算出する第1の振幅算出処理部14、又は、測定値取得部11により取得されたそれぞれの測定値から、平均値算出部12により算出された平均値を減算し、平均値減算後の複数の測定値の重み付け平均値を算出し、重み付け平均値から、TE11モードにおける電磁波の振幅を算出する第2の振幅算出処理部15のうち、1つ以上の振幅算出処理部を備える振幅算出部13とを備えている。したがって、導波管モード測定装置5は、円形導波管2内の電磁波を空間に放射させることなく、電磁波の振幅を測定することができる。
In the first embodiment described above, waveguide mode measurement for measuring the amplitude of the TM01 mode electromagnetic wave propagating in the
図1に示す円形導波管2は、導波管モードとして、TM01モード及びTE11モードのそれぞれを有している。図1に示す円形導波管2は、導波管モードとして、TM01モード及びTE11モード以外に、例えば、TE21モードを有していてもよい。
図1に示す円形導波管2が、TE21モードを有している場合、TE21モードでは、対向している位置に配置されている2つのプローブ3のそれぞれに結合される電磁波の位相が同相となる。また、或るプローブ3に結合される電磁波の位相は、或るプローブ3から90度ずれている位置に配置されているプローブ3に結合される電磁波の位相と同相となる。TE21モードでは、測定値P1~P8の平均値Paveが0になるので、円形導波管2がTE21モードを有していることは、平均値Paveから算出されるTM01モードにおける電磁波の振幅Amp1に影響しない。
また、TE21モードでは、対向している位置に配置されている2つのプローブ3のそれぞれに結合される電磁波の位相が同相となるので、円形導波管2がTE21モードを有していることは、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2A,Amp2bの算出に影響しない。The
When the
In addition, in the TE21 mode, the phases of the electromagnetic waves coupled to the two
図1に示す導波管装置1では、8本のプローブ3-1~3-8が、管壁2aの円周方向に45度の間隔で一列に並んでいる。しかし、それぞれのプローブの間の間隔に応じて、式(4)及び式(5)のそれぞれに含まれている係数kの値を変えればよく、8本のプローブ3-1~3-8が、45度の間隔で等間隔に並んでいる必要はない。ただし、式(4)及び式(5)のそれぞれに含まれている4つの係数kは、k1,k2,k3,k4として、それぞれのプローブの間の間隔に応じて、別々の値を設定する必要がある。
また、プローブ3-1~3-8は、管壁2aの円周方向に一列に並んでいる必要はない。In the
Also, the probes 3-1 to 3-8 do not have to be arranged in a line in the circumferential direction of the
実施の形態2.
実施の形態2では、n=2であり、4(=22)本のプローブ3が、円形導波管2の管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる導波管システムについて説明する。
In
図11は、実施の形態2に係る導波管システムを示す構成図である。
図12は、実施の形態2に係る導波管装置1を示す側面図であり、図13は、実施の形態2に係る導波管装置1を示す断面図である。
図11~13において、図1~5と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
プローブ3-1は第1のプローブであり、プローブ3-2は第2のプローブであり、プローブ3-3は第3のプローブであり、プローブ3-4は第4のプローブである。FIG. 11 is a configuration diagram showing a waveguide system according to
12 is a side view showing the
In FIGS. 11 to 13, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 denote the same or corresponding parts, so description thereof will be omitted.
Probe 3-1 is the first probe, probe 3-2 is the second probe, probe 3-3 is the third probe, and probe 3-4 is the fourth probe.
プローブ3-1は、φ=0[deg]方向に配置されており、プローブ3-1に現れる電圧の測定値は、P1である。
プローブ3-2は、φ=45[deg]方向に配置されており、プローブ3-2に現れる電圧の測定値は、P2である。
プローブ3-3は、φ=90[deg]方向に配置されており、プローブ3-3に現れる電圧の測定値は、P3である。
プローブ3-4は、φ=135[deg]方向に配置されており、プローブ3-4に現れる電圧の測定値は、P4である。The probe 3-1 is arranged in the φ=0 [deg] direction, and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-1 is P1.
The probe 3-2 is arranged in the direction of φ=45 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-2 is P2.
The probe 3-3 is arranged in the direction of φ=90 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-3 is P3.
The probe 3-4 is arranged in the direction of φ=135 [deg], and the measured value of the voltage appearing on the probe 3-4 is P4.
実施の形態2に係る導波管モード測定装置5の構成は、実施の形態1に係る導波管モード測定装置5の構成と同様であり、実施の形態2に係る導波管モード測定装置5を示す構成図は、図6である。
図11に示す導波管システムでは、振幅算出部13が、第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15を備えている。しかし、振幅算出部13は、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1と、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2A,Amp2Bとのうち、いずれか1つのモードにおける電磁波の振幅を算出するものであってもよい。いずれか1つのモードにおける電磁波の振幅を算出する場合、振幅算出部13は、第1の振幅算出処理部14、又は、第2の振幅算出処理部15のいずれか1つを備えていればよい。The configuration of the waveguide
In the waveguide system shown in FIG. 11, the
次に、図11に示す導波管システムの動作について説明する。
測定器4は、それぞれのプローブ3-m(m=1,2,3,4)に現れている電圧を時間波形として測定する。
測定器4は、それぞれの電圧の測定値Pm(m=1,2,3,4)を示す測定情報を導波管モード測定装置5に出力する。Next, the operation of the waveguide system shown in FIG. 11 will be described.
The measuring device 4 measures the voltage appearing on each probe 3-m (m=1, 2, 3, 4) as a time waveform.
The measuring device 4 outputs to the waveguide
導波管モード測定装置5の測定値取得部11は、測定器4から、それぞれのプローブ3-mに現れている電圧の測定値Pmを示す測定情報を取得する。
測定値取得部11は、測定情報を平均値算出部12及び第2の振幅算出処理部15のそれぞれに出力する。The measured
The measured
平均値算出部12は、測定値取得部11から、測定情報を取得する。
平均値算出部12は、以下の式(8)に示すように、測定情報が示す測定値P1~P4の平均値Paveを算出する。
平均値算出部12は、平均値Paveを第1の振幅算出処理部14及び第2の振幅算出処理部15のそれぞれに出力する。The
The
The
第1の振幅算出処理部14は、平均値算出部12から、平均値Paveを取得する。
第1の振幅算出処理部14は、以下の式(9)に示すように、内部メモリに格納されているTM01モードでの結合量BTM01を平均値Paveに加算することによって、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1を算出する。
Amp1=Pave+BTM01 (9)
第1の振幅算出処理部14は、TM01モードにおける電磁波の振幅Amp1を、例えば、TM01モードにおける電磁波を用いる外部の装置(図示せぬ)に出力する。The first amplitude
The first amplitude
Amp 1 =P ave +B TM01 (9)
The first amplitude
第2の振幅算出処理部15は、測定値取得部11から、測定情報を取得し、平均値算出部12から、平均値Paveを取得する。
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(10)に示すように、測定情報が示すそれぞれの測定値Pm(m=1,2,3,4)から、平均値Paveを減算することによって、平均値減算後の測定値Pm’を算出する。
Pm’=Pm-Pave (10)The second amplitude
The second amplitude
Pm′=Pm−P ave (10)
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(11)に示すように、測定値P1’、測定値P2’及び測定値P4’の重み付け平均値を第1の重み付け平均値WPave1として算出する。
The second amplitude
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(12)に示すように、測定値P2’、測定値P3’及び測定値P4’の重み付け平均値を第2の重み付け平均値WPave2として算出する。
The second amplitude
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(13)に示すように、内部メモリに格納されているTE11Aモードでの結合量BTE11Aを第1の重み付け平均値WPave1に加算することによって、TE11モードにおける電磁波の振幅Amp2Aを算出する。
Amp2A=WPave1+BTE11A (13)The second amplitude
Amp 2A = WP ave1 + B TE11A (13)
第2の振幅算出処理部15は、以下の式(14)に示すように、内部メモリに格納されているTE11Bモードでの結合量BTE11Bを第2の重み付け平均値WPave2に加算することによって、TE11Bモードにおける電磁波の振幅Amp2Bを算出する。
Amp2B=WPave2+BTE11B (14)
第2の振幅算出処理部15は、TE11Aモードにおける電磁波の振幅Amp2A及びTE11Bモードにおける電磁波の振幅Amp2Bのそれぞれを、例えば、TE11Aモードにおける電磁波及びTE11Bモードにおける電磁波のそれぞれを用いる外部の装置(図示せぬ)に出力する。The second amplitude
Amp 2B = WP ave2 + B TE11B (14)
The second amplitude
以上の実施の形態2では、4(=22)本のプローブ3が、円形導波管2の管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる導波管モード測定装置5を構成した。4本のプローブ3が、円形導波管2の管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる場合でも、導波管モード測定装置5は、円形導波管2内の電磁波を空間に放射させることなく、電磁波の振幅を測定することができる。
4本のプローブ3が、円形導波管2の管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる場合、8本のプローブ3が、円形導波管2の管壁2aの円周方向に45度の間隔で並んでいる場合よりも、導波管モード測定装置5の振幅算出部13における電磁波の振幅算出処理を軽減することができる。In the second embodiment described above, the waveguide
When four
図1及び図11に示す導波管システムでは、管壁2aの孔2bに挿入される複数のプローブ3の数が、2のn乗本である。しかし、式(4)及び式(5)のそれぞれに含まれている係数kの値、又は、式(11)及び式(12)のそれぞれに含まれている係数kの値を変えて、重み付け平均の算出式を変えれば、管壁2aの孔2bに挿入される複数のプローブ3の数が、2のn乗本でなくてもよい。
ただし、例えば、式(4)及び式(5)のそれぞれに含まれている4つの係数kは、プローブ3の本数及びそれぞれのプローブ3の位置に応じて、別々のkとし、プローブ3の本数及びそれぞれのプローブ3の位置に応じて、別々の値をkに設定する必要がある。In the waveguide system shown in FIGS. 1 and 11, the number of
However, for example, the four coefficients k included in each of equations (4) and (5) are set to different k according to the number of
なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 It should be noted that the present disclosure allows free combination of each embodiment, modification of arbitrary constituent elements of each embodiment, or omission of arbitrary constituent elements in each embodiment.
本開示は、導波管モード測定装置及び導波管モード測定方法に適している。
本開示は、導波管装置及び導波管モード測定装置を含む導波管システムに適している。
本開示は、導波管装置に適している。The present disclosure is suitable for waveguide mode measurement apparatus and waveguide mode measurement methods.
The present disclosure is suitable for waveguide systems including waveguide devices and waveguide mode measurement devices.
The present disclosure is suitable for waveguide devices.
1 導波管装置、2 円形導波管、2a 管壁、2b 孔、3,3-1~3-8 プローブ、3a 内導体、4 測定器、5 導波管モード測定装置、11 測定値取得部、12 平均値算出部、13 振幅算出部、14 第1の振幅算出処理部、15 第2の振幅算出処理部、21 測定値取得回路、22 平均値算出回路、23 第1の振幅算出回路、24 第2の振幅算出回路、31 メモリ、32 プロセッサ。
1 waveguide device, 2 circular waveguide, 2a pipe wall, 2b hole, 3, 3-1 to 3-8 probe, 3a inner conductor, 4 measuring device, 5 waveguide mode measuring device, 11
Claims (10)
前記管壁を貫通している複数の孔のそれぞれに挿入された複数のプローブの端部に接続された測定器から、それぞれのプローブに現れている電圧の測定値を取得する測定値取得部と、
前記測定値取得部により取得された複数の測定値の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値算出部により算出された平均値から、前記TM01モードにおける電磁波の振幅を算出する第1の振幅算出処理部、又は、前記測定値取得部により取得されたそれぞれの測定値から、前記平均値算出部により算出された平均値を減算し、平均値減算後の複数の測定値の重み付け平均値を算出し、前記重み付け平均値から、前記TE11モードにおける電磁波の振幅を算出する第2の振幅算出処理部のうち、1つ以上の振幅算出処理部を備える振幅算出部と
を備えることを特徴とする導波管モード測定装置。 A waveguide mode measuring device for measuring the amplitude of a TM01 mode electromagnetic wave propagating in a circular waveguide having a waveguide wall or a TE11 mode electromagnetic wave propagating in the circular waveguide,
a measurement value acquisition unit that acquires measurement values of voltages appearing in each of the probes from a measuring device connected to ends of the plurality of probes inserted into each of the plurality of holes penetrating the tube wall; ,
an average value calculation unit that calculates an average value of the plurality of measured values acquired by the measured value acquisition unit;
A first amplitude calculation processing unit that calculates the amplitude of the electromagnetic wave in the TM01 mode from the average value calculated by the average value calculation unit, or from each measurement value acquired by the measurement value acquisition unit, the average A second amplitude for subtracting the average value calculated by the value calculating unit, calculating a weighted average value of a plurality of measured values after subtracting the average value, and calculating the amplitude of the electromagnetic wave in the TE11 mode from the weighted average value A waveguide mode measurement apparatus comprising: an amplitude calculation unit including one or more amplitude calculation processing units among the calculation processing units.
前記測定値取得部は、前記測定器から、それぞれのプローブに現れている電圧の測定値を取得することを特徴とする請求項1記載の導波管モード測定装置。 As the plurality of probes, 2 n (n is an integer of 2 or more) power probes are arranged in the circumferential direction of the pipe wall at intervals of 45 degrees,
2. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 1, wherein said measured value acquiring unit acquires measured values of voltages appearing at respective probes from said measuring device.
前記第1のプローブに現れている電圧の測定値がP1、前記第2のプローブに現れている電圧の測定値がP2、前記第3のプローブに現れている電圧の測定値がP3、前記第4のプローブに現れている電圧の測定値がP4、前記第5のプローブに現れている電圧の測定値がP5、前記第6のプローブに現れている電圧の測定値がP6、前記第7のプローブに現れている電圧の測定値がP7及び前記第8のプローブに現れている電圧の測定値がP8であるとき、
前記平均値算出部は、
前記P1と、前記P2と、前記P3と、前記P4と、前記P5と、前記P6と、前記P7と、前記P8との平均値を算出することを特徴とする請求項2記載の導波管モード測定装置。 n = 3, and as 2 3 probes, the first probe, the second probe, the third probe, the fourth probe, the fifth probe, the sixth probe, the seventh probe and eighth probes are arranged in the circumferential direction at intervals of 45 degrees;
P1 is the measured value of the voltage appearing at the first probe, P2 is the measured value of the voltage appearing at the second probe, P3 is the measured value of the voltage appearing at the third probe, and P3 is the measured value of the voltage appearing at the third probe. P4 is the measured value of the voltage appearing at the probe No. 4, P5 is the measured value of the voltage appearing at the fifth probe, P6 is the measured value of the voltage appearing at the sixth probe, and P6 is the measured value of the voltage appearing at the seventh probe. When the measured value of the voltage appearing at the probe is P7 and the measured value of the voltage appearing at the eighth probe is P8,
The average value calculation unit
3. The waveguide according to claim 2, wherein an average value of said P1, said P2, said P3, said P4, said P5, said P6, said P7 and said P8 is calculated. Modal measuring device.
前記平均値算出部により算出された平均値から、前記TM01モードにおける電磁波の振幅を算出することを特徴とする請求項3記載の導波管モード測定装置。 The first amplitude calculation processing unit,
4. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 3, wherein the amplitude of the electromagnetic wave in said TM01 mode is calculated from the average value calculated by said average value calculating section.
前記P1、前記P2、前記P3、前記P4、前記P5、前記P6、前記P7及び前記P8のそれぞれから、前記平均値算出部により算出された平均値を減算することによって、P1’、P2’、P3’、P4’、P5’、P6’、P7’及びP8’のそれぞれを算出し、
前記P1’、前記P2’、前記P4’、前記P5’、前記P6’及び前記P8’の重み付け平均値を第1の重み付け平均値として算出し、
前記P2’、前記P3’、前記P4’、前記P6’、前記P7’及び前記P8’の重み付け平均値を第2の重み付け平均値として算出し、
前記第1の重み付け平均値から、前記TE11モードにおける第1の偏波の振幅を算出し、前記第2の重み付け平均値から、前記第1の偏波と直交している、前記TE11モードにおける第2の偏波の振幅を算出することを特徴とする請求項3記載の導波管モード測定装置。 The second amplitude calculation processing unit,
By subtracting the average value calculated by the average value calculating unit from each of P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 and P8, Calculate each of P3', P4', P5', P6', P7' and P8',
Calculate the weighted average value of the P1 ', the P2 ', the P4 ', the P5 ', the P6 ' and the P8 ' as a first weighted average value,
Calculate a weighted average value of the P2', the P3', the P4', the P6', the P7' and the P8' as a second weighted average value;
From the first weighted average, calculate the amplitude of the first polarization in the TE11 mode; from the second weighted average, calculate the amplitude of the first polarization in the TE11 mode, which is orthogonal to the first polarization 4. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 3, wherein the amplitude of two polarized waves is calculated.
前記第1のプローブに現れている電圧の測定値がP1、前記第2のプローブに現れている電圧の測定値がP2、前記第3のプローブに現れている電圧の測定値がP3及び前記第4のプローブに現れている電圧の測定値がP4であるとき、
前記平均値算出部は、
前記P1と、前記P2と、前記P3と、前記P4との平均値を算出することを特徴とする請求項2記載の導波管モード測定装置。 n=2, and the first probe, second probe, third probe and fourth probe are arranged at intervals of 45 degrees in the circumferential direction of the pipe wall as 2 squared probes and
P1 is the measured value of the voltage appearing at the first probe, P2 is the measured value of the voltage appearing at the second probe, P3 is the measured value of the voltage appearing at the third probe, and P3 is the measured value of the voltage appearing at the third probe. When the measured value of the voltage appearing at probe 4 is P4,
The average value calculation unit
3. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 2, wherein an average value of said P1, said P2, said P3 and said P4 is calculated.
前記平均値算出部により算出された平均値から、前記TM01モードにおける電磁波の振幅を算出することを特徴とする請求項6記載の導波管モード測定装置。 The first amplitude calculation processing unit,
7. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 6, wherein the amplitude of the electromagnetic wave in said TM01 mode is calculated from the average value calculated by said average value calculating section.
前記P1、前記P2、前記P3及び前記P4のそれぞれから、前記平均値算出部により算出された平均値を減算することによって、P1’、P2’、P3’及びP4’のそれぞれを算出し、
前記P1’、前記P2’及び前記P4’の重み付け平均値を第1の重み付け平均値として算出し、
前記P2’、前記P3’及び前記P4’の重み付け平均値を第2の重み付け平均値として算出し、
前記第1の重み付け平均値から、前記TE11モードにおける第1の偏波の振幅を算出し、前記第2の重み付け平均値から、前記第1の偏波と直交している、前記TE11モードにおける第2の偏波の振幅を算出することを特徴とする請求項6記載の導波管モード測定装置。 The second amplitude calculation processing unit,
Calculate P1′, P2′, P3′ and P4′ by subtracting the average value calculated by the average value calculating unit from each of P1, P2, P3 and P4,
Calculate the weighted average value of the P1 ', the P2 ' and the P4 ' as a first weighted average value,
Calculate the weighted average value of the P2 ', the P3 ' and the P4 ' as a second weighted average value,
From the first weighted average, calculate the amplitude of the first polarization in the TE11 mode; from the second weighted average, calculate the amplitude of the first polarization in the TE11 mode, which is orthogonal to the first polarization 7. The waveguide mode measuring apparatus according to claim 6, wherein amplitudes of two polarized waves are calculated.
測定値取得部が、前記管壁を貫通している複数の孔のそれぞれに挿入された複数のプローブの端部に接続された測定器から、それぞれのプローブに現れている電圧の測定値を取得し、
平均値算出部が、前記測定値取得部により取得された複数の測定値の平均値を算出し、
振幅算出部が、前記平均値算出部により算出された平均値から、前記TM01モードにおける電磁波の振幅を算出する振幅算出処理、
又は、前記測定値取得部により取得されたそれぞれの測定値から、前記平均値算出部により算出された平均値を減算し、平均値減算後の複数の測定値の重み付け平均値を算出し、前記重み付け平均値から、前記TE11モードにおける電磁波の振幅を算出する振幅算出処理のうち、1つ以上の振幅算出処理を行う
ことを特徴とする導波管モード測定方法。 A waveguide mode measurement method for measuring the amplitude of a TM01 mode electromagnetic wave propagating in a circular waveguide having a waveguide wall or a TE11 mode electromagnetic wave propagating in the circular waveguide, comprising:
A measurement value acquisition unit acquires measurement values of the voltage appearing in each probe from a measuring device connected to ends of a plurality of probes inserted into each of the plurality of holes penetrating the pipe wall. death,
An average value calculating unit calculates an average value of the plurality of measured values acquired by the measured value acquiring unit,
Amplitude calculation processing in which the amplitude calculation unit calculates the amplitude of the electromagnetic wave in the TM01 mode from the average value calculated by the average value calculation unit;
Alternatively, the average value calculated by the average value calculation unit is subtracted from each measurement value acquired by the measurement value acquisition unit, and a weighted average value of the plurality of measurement values after the average value subtraction is calculated, A waveguide mode measurement method, comprising performing one or more amplitude calculation processes among amplitude calculation processes for calculating the amplitude of the electromagnetic wave in the TE11 mode from the weighted average value.
前記管壁を貫通しているそれぞれの孔に一端が挿入されている複数のプローブと、
それぞれのプローブの他端が接続されている測定器と、
請求項1から請求項8のうちのいずれか1項記載の導波管モード測定装置と
を備えた導波管システム。 A circular waveguide having a tube wall, having a TM01 mode and a TE11 mode as waveguide modes, and having a plurality of holes penetrating through the tube wall as through-holes in the tube wall. a tube;
a plurality of probes having one end inserted into each hole penetrating the tube wall;
a measuring instrument to which the other end of each probe is connected;
A waveguide system comprising: the waveguide mode measuring device according to any one of claims 1 to 8.
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