CN111490329A - 天线装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够实现避免电波暗箱的大型化及依赖于被试验对象与测量用天线之间的距离的功耗的增大并且有效的杂散测量的天线装置及测量方法。天线装置(1)构成为具备：DUT扫描机构(56)，在OTA暗室(50)的内部空间(51)内，以具有天线(110)的DUT(100)为基准点中心进行全球面扫描；多个天线(6A、6B、6C、6D)，配置于从基准点到近场测量范围内的距离；及信号分析装置(30A、30B、30C、30D)，在执行全球面扫描的过程中，根据从正在收发规定频带的无线信号的天线(110)辐射的杂散频带的无线信号的基于天线(6A、6B、6C、6D)的接收信号，分别进行与TRP(总辐射电力)相关的近场测量处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种在OTA(Over The Air：空中下载)环境下的试验中进行从被试验对象的天线辐射的杂散信号的近场测量的天线装置及测量方法。
背景技术
近年，伴随多媒体的发展，大量生产安装有蜂窝、无线LAN等无线通信用天线的无线终端(智能手机等)。今后，尤其要求收发与使用毫米波的宽频带信号的IEEE802.11ad或5G蜂窝等对应的无线信号的无线终端。
在无线终端的制造工厂中，对无线终端所具备的无线通信天线测量按每个通信标准规定的发送电波的输出电平或接收灵敏度，并进行判定是否满足规定基准的性能试验。
伴随无线终端的换代而其试验方法也正在发生变化。例如，在将5G NR系统(NewRadio System：新空口系统)用无线终端(以下、5G无线终端)视为被试验对象(DeviceUnder Test：DUT(被测器件))的性能试验中，实施使用了不受周围电波环境影响的称为紧缩场(Compact Antenna test Range：以下，CATR)的电波暗箱(OTA暗室)的OTA试验。
在OTA试验中，在CATR内容纳有DUT及试验用天线，并通过无线通信进行从试验用天线对DUT的试验信号的发送及从接收了试验信号的DUT天线(以下，被试验对象天线)发送的被测量信号在试验用天线中的接收，并且进行被试验对象天线所使用的频带(目标频带)的无线信号的测量。
尤其关于将5G无线终端视为对象的OTA试验，除了目标频带的无线信号的测量以外，还规定必须进行杂散测量。杂散测量是指在试验中测量从DUT天线辐射的目标外频率信号即杂散频带的无线信号(杂散信号)的处理。
作为无线终端的性能试验所涉及的以往的测量方法之一，已知有将在能够屏蔽电磁波的室内配置的测量对象的无线模块设为对象，使构成旋转机构的旋转片、模块旋转臂以第1旋转轴及第2旋转轴为中心分别旋转180度、360度，并且通过测量装置测量相对于从天线发送的无线信号的无线模块的三维辐射图案的技术(例如，参考专利文献1)。
并且，为了进行5G无线终端的性能试验，作为以往的测量方法，还已知有根据近场区域(将Reactive Near Field除外)的EIRP(Equivalent Isotropically RadiatedPower：等价各向同性辐射电力)样品测量TRP(Total Radiated Power：总辐射电力)的技术(例如，参考非专利文献1)。
专利文献1：美国专利第9,377,495号说明书
非专利文献1：3GPP TR 38.803V14.2.0(2017-09)技术规格说明书(3GPP(ThirdGeneration Partnership Project)2017年9月发行、10.2.2.5章OTA measurements inthe radiative Near Field栏(第159页至第161页))
当在OTA环境下将5G无线终端设为DUT而进行目标频率信号及杂散信号的测量时，CATR采用容纳具有被试验对象天线的DUT、试验用天线及杂散测量用天线(以下，测量用天线)的结构。当将杂散信号分为多个频带来进行测量时，需要多个测量用天线。
在使用CATR的以往的测量装置中，通常也对被试验对象天线所使用的目标频带的无线信号或目标外频带的无线信号(杂散信号)中的任一个测量均进行远场(Far Field)中的测量。
在远场测量中，例如已知有需要将测量用天线配置于从DUT到远场区域内这一第1特征及DUT与测量用天线之间的距离越变大对该测量用天线的辐射电力的衰减(以下，功耗)越增大即辐射电力依赖于DUT与测量用天线之间的距离这一第2特征。
关于第1特征，从CATR的紧凑化的观点考虑，代替Direct Far Field(直接远场)(DFF)方式，还具有采用在DUT天线与试验用天线之间的信号传播路径上配置有具有旋转抛物面的反射器(reflector)的Indirect Far Field(间接远场)(IFF)方式的趋势。
并且，关于第2特征，例如，在图15的表格所示的例子中，若关注于被粗框包围的部分的值，则可知在将最大直线尺寸为15cm、使用频率为28GHz(毫米波)的DUT配置于距天线420cm的位置的情况及将相同尺寸且使用频率为100GHz的DUT配置于距天线1500cm的位置的情况中，后者的功耗(Path Loss)更大。
另一方面，关于近场(Near Field)测量，非专利文献1中有“与波不是平面这一事实相关的测量天线的影响通过探头的补偿而得到处理。在TRP的情况下，球面整体的总辐射电力不依赖于试验对象与测量天线之间的距离。”这一记载，启示了在近场中的TRP测量中，能够获得不依赖于DUT与测量用天线之间的距离的总辐射电力。
然而，在以往的IFF方式的测量装置中，虽然存在在CATR内，在从DUT经由了反射器的远场区域内配置测量用天线，并根据该测量用天线的接收信号进行杂散信号的远场测量的方法，但不存在将测量用天线配置于从DUT到近场区域内的距离的方法。
因此，在以往的测量装置中，若要测量被试验用天线所辐射的杂散信号，则只有基于远场测量的方法，维持CATR小型化中存在界限，而且只能获得依赖于DUT与测量用天线之间的距离而产生功耗的测量结果。并且，以往，若要将杂散信号分为多个频带来进行测量，则需要准备使用各频带的多个测量用天线并更换使用该各测量用天线，从而存在杂散测量变得繁杂这一问题点。
发明内容
本发明为了解决这种以往的课题而完成的，其目的在于提供一种能够实现避免电波暗箱的大型化及依赖于被试验对象与测量用天线之间的距离的功耗的增大并且有效的杂散测量的天线装置及测量方法。
为了解决上述课题，本发明的技术方案1所涉及的天线装置为如下结构，即，具有：电波暗箱(50)，具有不受周围电波环境影响的内部空间(51)；扫描机构(56)，在所述内部空间内，将球坐标系的中心设为基准点，执行使具有被试验用天线(110)的被试验对象(100)以依次朝向所述球坐标系的预先设定的所有方位的方式以所述基准点为中心进行旋转驱动的全球面扫描；测量用天线(6)，在执行所述全球面扫描的过程中，接收从正在收发规定频带的无线信号的所述被试验对象天线辐射的杂散频带的无线信号；及近场测量处理机构(30)，根据配置于从所述基准点到近场测量范围内的距离的所述测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
根据该结构，本发明的技术方案1所涉及的天线装置通过将测量用天线配置于从配置被试验对象的基准点到近场测量范围内的距离，能够避免电波暗箱的大型化。并且，根据基于配置于近场测量范围内的距离的测量用天线的接收信号的近场测量处理，则能够实现不依赖于测量用天线与被试验对象之间的距离且功耗较少并且缩短了测量时间的杂散测量。
并且，本发明的技术方案2所涉及的天线装置为如下结构，即，所述近场测量处理机构根据所述测量用天线的接收信号，测量对所述所有方位的EIRP(等价各向同性辐射电力)，并且测量所述所有方位的所述EIRP的总和即TRP(总辐射电力)。
根据该结构，本发明的技术方案2所涉及的天线装置对球坐标系的所有方位分别测量EIRP，通过求出该各EIRP的总和的运算能够求出TRP，并能够简化近场测量处理机构中的杂散测量处理。
并且，本发明的技术方案3所涉及的天线装置为如下结构，即，具有多个所述测量用天线(6A、6B、6C、6D)，所述各测量用天线分别使用包含低于所述规定频带的频带至高频带为止的所述杂散频带的预先划分的多个划分频带的无线信号，所述近场测量处理机构在执行所述全球面扫描的过程中，根据所述各测量用天线的接收信号，按所述杂散频带的预先划分的多个划分频带的每个划分频带进行所述近场测量处理。
根据该结构，本发明的技术方案3所涉及的天线装置即使在使用多个测量用天线的情况下，也能够维持电波暗箱的紧凑化，并且无需切换各测量用天线的工夫而通过被试验对象的一次全球面扫描，对DUT实现宽频带的有效的杂散测量。
并且，本发明的技术方案4所涉及的天线装置还具备：试验用天线(5)，使用所述规定频带的无线信号；及模擬测量装置(20)，在进行所述全球面扫描时，经由所述试验用天线向所述被试验对象输出试验信号，并且通过所述试验用天线接收从输入有所述试验信号的所述被试验对象输出的被测量信号，根据所接收的所述被测量信号进行对所述规定频带的无线信号的测量。
根据该结构，本发明的技术方案4所涉及的天线装置根据被试验对象天线的性能试验，能够有效地实施按各划分频带的杂散测量。
并且，本发明的技术方案5所涉及的天线装置为如下结构，即，当将所述被试验对象的最大直线尺寸设为D，将所述被试验用天线所使用的无线信号的波长设为λ时，所述测量用天线配置于从所述基准点到由下式表示的辐射近场的区域内的距离R的位置。
[数式1]
根据该结构，本发明的技术方案5所涉及的天线装置能够减少在离测量系统的基准点过近的距离配置有测量用天线时的与杂散测量相关的精度下降，能够实现基于测量用天线的接收信号的准确的杂散测量。
并且，本发明的技术方案6所涉及的天线装置中，所述扫描机构具有：转台(56a)，以方位轴为中心能够旋转；支柱部件(56b)，在所述转台上沿垂直方向设置；被试验对象载置部(56d)，相对于所述支柱部件与所述转台平行地配置，且以辊轴为中心能够旋转；及驱动机构(56e)，具有旋转驱动所述方位轴的第1旋转驱动机构(56f)及旋转驱动所述辊轴的第2旋转驱动机构(56g)。
根据该结构，本发明的技术方案6所涉及的天线装置能够维持扫描机构的简单的结构，并且通过适当驱动第1及第2旋转驱动机构的控制，能够轻松地进行被试验对象的全球面扫描。
并且，本发明的技术方案7所涉及的天线装置还具有：反射器(7)，容纳于所述内部空间，具有规定的旋转抛物面，通过所述被试验对象天线及所述试验用天线发送或接收的无线信号经由所述旋转抛物面被反射。
根据该结构，本发明的技术方案7所涉及的天线装置能够缩短用于进行被试验对象的性能试验的试验用天线与被试验对象天线之间的距离，并与从基准点向近场测量区域内的距离的测量用天线的配置相结合能够避免电波暗箱的大型化。
并且，本发明的技术方案8所涉及的测量方法为如下结构，即，其使用天线装置(1)进行所述被试验对象(100)的测量，所述天线装置(1)具有：电波暗箱(50)，具有不受周围电波环境影响的内部空间(51)；及扫描机构(56)，在所述内部空间内，将球坐标系的中心设为基准点，执行使具有被试验用天线(110)的被试验对象(100)以依次朝向所述球坐标系的预先设定的所有方位的方式以所述基准点为中心进行旋转驱动的全球面扫描，在所述测量方法中，所述天线装置(1)还具有：测量用天线(6)，在执行所述全球面扫描的过程中，接收从正在收发规定频带的无线信号的所述被试验对象天线辐射的杂散频带的无线信号；及近场测量处理机构(30)，根据配置于从所述基准点到近场测量范围内的距离的所述测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理，所述测量方法包括：载置步骤(S1)，将所述被试验对象载置于所述电波暗箱(50)内的所述扫描机构(56)的被试验对象载置部(56d)；试验信号输出步骤(S4)，通过所述模擬测量装置(20)经由所述试验用天线(5)向所述被试验对象输出试验信号；全球面扫描步骤(S5)，通过所述扫描机构对载置于所述被试验对象载置部(56d)的所述被试验对象执行所述全球面扫描；信号接收步骤(S6)，在执行所述全球面扫描的过程中，通过所述测量用天线接收从输入有所述试验信号的所述被试验对象与所述被测量信号一同输出的所述杂散频带的无线信号；及近场测量处理步骤(S7)，根据所述信号接收步骤中的所述各测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
根据该结构，本发明的技术方案8所涉及的测量方法通过将测量用天线配置于从配置被试验对象的基准点到近场测量范围内的距离，并进行近场测量处理，能够进行避免电波暗箱的大型化并且不依赖于测量用天线与被试验对象之间的距离且功耗较少并且缩短了测量时间的杂散测量。
发明效果
本发明能够提供一种能够实现避免电波暗箱的大型化及依赖于被试验对象与测量用天线之间的距离的功耗的增大并且有效的杂散测量的天线装置及测量方法。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置整体的概略结构的图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置的功能结构的框图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置的综合控制装置的功能结构的框图。
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置中的NR系统模拟器及信号分析装置的功能结构的框图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置的OTA暗室中所采用的多个测量用天线的使用频率分类的表格。
图6是用于说明天线与无线终端之间的电波传播中的近场及远场的示意图。
图7是表示具有与本发明的一实施方式所涉及的测量装置的OTA暗室中所采用的反射器相同的旋转抛物面的抛物面反射器的信号路径结构的示意图。
图8是表示具有与本发明的一实施方式所涉及的测量装置的OTA暗室中所采用的反射器相同的旋转抛物面的偏置抛物面反射器的信号路径结构的示意图。
图9是表示配置于从无线终端到远场测量区域内的天线中的功耗的特性的图。
图10是表示用于实现本实施方式所涉及的测量装置中的杂散信号的近场测量的测量用天线的配置方式的示意图。
图11是用于说明本发明的一实施方式所涉及的测量装置的OTA暗室中的DUT及杂散测量用天线的配置所涉及的区域的示意图。
图12是立体地表示本发明的一实施方式所涉及的测量装置的OTA暗室内的杂散测量用天线的配置方式的示意图。
图13是用于说明本发明的一实施方式所涉及的测量装置中的杂散信号的近场测量原理的示意图，图13(a)是表示DUT的全球面扫描所涉及的球坐标系的图，图13(b)是表示球坐标系中的角度标本点的分布的图。
图14是表示基于本发明的一实施方式所涉及的测量装置的综合控制装置的用于进行DUT的杂散测量处理的控制动作的流程图。
图15是表示DUT的尺寸、使用频率及测量区域区间与功耗之间的关系的表格。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明所涉及的测量装置及测量方法的实施方式进行说明。
首先，参考图1～图13对本发明的一实施方式所涉及的测量装置1的结构进行说明。测量装置1相当于本发明的天线装置。本实施方式所涉及的测量装置1作为整体具有如图1所示的外观结构，且由如图2所示的功能框构成。其中，在图1、图2中示出了对OTA暗室50从其侧面透视的状态下的各构成要件的配置方式。
如图1及图2所示，本实施方式所涉及的测量装置1具有综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号处理部25、信号分析装置30A、30B、30C、30D、杂散信号处理部40A、40B、40C、40D及OTA暗室50。
综合控制装置10例如以经由以太网(注册商标)等网络19彼此能够进行通信的方式与NR系统模拟器20、信号分析装置30A、30B、30C、30D连接。并且，综合控制装置10经由网络19还与OTA暗室50中的被控制系统要件例如DUT扫描控制部16连接。
综合控制装置10经由网络19集中控制NR系统模拟器20、多个信号分析装置30A、30B、30C、30D及DUT扫描控制部16，例如由个人计算机(PC)构成。
另外，DUT扫描控制部16除了独立地附带设置于OTA暗室50(参考图2)以外，如图3所示，也可以设置于综合控制装置10。以下，以综合控制装置10具有图3所示的结构为例子进行说明。
测量装置1例如以在具有图1所示的结构的机架结构体90的各机架90a上载置前述的各构成要件的方式运用。在图1中，示出了在机架结构体90的各机架90a上分别载置有综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号分析装置30A、30B、30C、30D及OTA暗室50的例子。
关于综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号分析装置30A、30B、30C、30D的结构将在后面详细叙述，在此首先对OTA暗室50的结构进行说明。OTA暗室50实现进行5G用无线终端试验时的OTA试验环境及杂散测量环境，且用作上述的CATR的一例。
如图1、图2所示，OTA暗室50例如由具有长方体形状的内部空间51的金属制的框体主体部52构成，在内部空间51容纳有具有天线110的DUT100、试验用天线5、多个杂散测量用天线6A、6B、6C、6D(以下，有时称为天线6。)、反射器7及DUT扫描机构56。
在OTA暗室50的内表面整个区域即框体主体部52的底面52a、侧面52b及上表面52c的整个表面粘贴有电波吸收体55。由此，OTA暗室50成为配置于内部空间5T内的各要件(DUT100、试验用天线5、多个天线6A、6B、6C、6D、反射器7、DUT扫描机构56)限制来自外部的电波的侵入及电波向外部的辐射的功能得到强化的结构。如此，OTA暗室50实现具有不受周围电波环境影响的内部空间51的电波暗箱。本实施方式中所使用的电波暗箱例如为Anechoic(无反射)型电波暗箱。
在容纳于OTA暗室50的内部空间51的机构中，DUT100例如为智能手机等无线终端。作为DUT100的通信标准，可举出蜂窝(LTE、LTE-A、W-CDMA(注册商标)、GSM(注册商标)、CDMA2000、1xEV-DO、TD-SCDMA等)、无线LAN(IEEE802.11b/g/a/n/ac/ad等)、Bluetooth(注册商标)、GNSS(GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou等)、FM及数字广播(DVB-H、ISDB-T等)。并且，DUT100也可以是收发与IEEE802.11ad或5G蜂窝等对应的毫米波的无线信号的无线终端。
在本实施方式中，DUT100的天线110例如使用遵照5G NR标准的规定频带的无线信号。具体而言，天线110作为规定频带例如在横跨图5的表格中的编号2、3的频带中，例如可以使用24.25GHz～43.5GHz的频带。DUT100、天线110分别构成本发明中的被试验对象、被试验对象天线。
在OTA暗室50的内部空间51中，DUT100被DUT扫描机构56的一部分机构保持。DUT扫描机构56在OTA暗室50的内部空间51中的框体主体部52的底面52a沿铅垂方向延伸设置。DUT扫描机构56保持进行性能试验的DUT100，并且对该DUT100实施后述的全球面扫描。
如图1所示，DUT扫描机构56具有转台56a、支柱部件56b、DUT载置部56c及驱动部56e。转台56a由具有圆盘形状的板部件构成，且具有以方位轴(铅垂方向的旋转轴)为中心进行旋转的结构(参考图3)。支柱部件56b由在转台56a的板面上以沿垂直方向延伸的方式配置的柱状部件构成。
DUT载置部56c在支柱部件56b的上端附近与转台56a平行地配置，且具有载置DUT100的载置盘56d。DUT载置部56c具有以辊轴(水平方向的旋转轴)为中心能够旋转的结构(参考图3)。
如图3所示，驱动部56e例如具有旋转驱动方位轴的驱动马达56f及旋转驱动辊轴的驱动马达56g。驱动部56e由具备通过驱动马达56f及驱动马达56g使方位轴及辊轴沿各自的旋转方向旋转的机构的双轴定位器构成。如此，驱动部56e能够按每个载置盘56d使载置于载置盘56d的DUT100沿两个轴(方位轴及辊轴)方向旋转。以下，有时将包含驱动部56e的DUT扫描机构56整体称为双轴定位器(参考图3)。驱动部56e、驱动马达56f、56g分别构成本发明中的驱动机构、第1旋转驱动机构、第2旋转驱动机构。载置盘56d构成本发明中的被试验对象载置部。
在DUT扫描机构56中，假定将载置(保持)于载置盘56d的DUT100例如配置于球体(参考图12的球体B)的中心O1，进行以天线110朝向球体表面的所有方位的状态依次改变DUT100的姿势的全球面扫描。DUT扫描机构56中的DUT扫描的控制由后述的DUT扫描控制部16进行。DUT扫描机构56及DUT扫描控制部16构成本发明中的扫描机构。
试验用天线5使用适当的保持件(未图示)而安装于OTA暗室50的框体主体部52的底面52a的所需位置。试验用天线5的安装位置成为经由设置于底面52a的开口67a能够从反射器7确保可见性的位置。试验用天线5使用与DUT100的天线110相同的规定频带(24.25GHz～43.5GHz)的无线信号。
试验用天线5在OTA暗室50内进行DUT100的性能试验时，对DUT100发送试验信号及接收从接收了该试验信号的DUT100发送的被试验信号。试验用天线5与DUT100的天线110相同地使用规定频带的无线信号。试验用天线5以其受光面成为反射器7的焦点位置F的方式配置。
多个天线6A、6B、6C、6D在DUT100的性能试验中接收从DUT100的天线110辐射的杂散信号。多个天线6A、6B、6C、6D分别使用规定的天线安装件61而固定安装于OTA暗室50的内部空间51内。天线6A、6B、6C、6D分别使用从低于试验用天线5及DUT100的天线110所使用的规定频带的频带至高频带为止的规定的杂散频带的预先设定(划分)的多个划分频带(划分频带)的无线信号。天线6A、6B、6C、6D构成本发明中的多个测量用天线。
图5是表示配置于本实施方式所涉及的OTA暗室50内的多个天线6A、6B、6C、6D的使用频率分类的表格。在图5中，多个天线6A、6B、6C、6D所使用的6GHz～90GHz的全频带例如与编号1、2、3、4、......对应地划分为6GHz～20GHz、20GHz～40GHz、40GHz～60GHz、60GHz～90GHz、......等多个频带(划分频带)。在本实施方式所涉及的OTA暗室50中，配置于内部空间51的四个天线6A、6B、6C、6D例如使用在图5中的使用频率分类中分别与编号1、2、3、4对应的划分频带。
反射器7使用反射器保持件58而安装于OTA暗室50的侧面52b的所需位置。反射器7实现使通过DUT100的天线110收发的无线信号(试验信号及被测量信号)向试验用天线5的受光面折回的电波路径。
反射器7以能够将从试验用天线5发送的试验信号及从DUT100的天线110发送的被测量信号入射于旋转抛物面的位置及姿势来安装。由此，反射器7能够在旋转抛物面接收从试验用天线5发送的试验信号并使其朝向DUT100进行反射，另一方面，在旋转抛物面接收由接收了该试验信号的DUT100发送的被测量信号，并使其朝向配置于该旋转抛物面的焦点位置F的试验用天线5反射。在本实施方式中，反射器7例如具有偏置抛物面反射器(参考图8)型结构。
在此，参考图6～图8对在OTA暗室50中搭载反射器7的优点及反射器7的优选方式进行说明。图6例如是表示相对于从与试验用天线5相等的天线AT辐射的电波的无线终端100A的电波的传播方法的示意图。无线终端100A与DUT100相等。在图6中，图6(a)示出了电波从天线AT向无线终端100A直接传播(Direct FAR Field(直接远场)：DFF)的例子，图6(b)示出了电波从天线AT经由具有旋转抛物面的反射镜7A向无线终端100A传播(Indirect FARField(间接远场)：IFF)的例子。
如图6(a)所示，以天线AT为辐射源的电波具有波面以辐射源为中心球状扩散的同时进行传播的性质。并且，已知在离辐射源较近的距离，连结波的同相位的点的面(波面)为弯曲的球面(球面波)，但若远离辐射源，则波面接近平面(平面波)。通常，需要将波面考虑为球面的区域被称为近场(NEAR FIELD)，可以将波面视为平面的区域被称为远场(FARFIELD)。图6(a)所示的电波的传播中，无线终端100A为了获得良好的性能试验结果，与收发球面波相比，优选收发平面波。
若要进行平面波的收发，则需要将无线终端100A设置于从天线AT观察的远场。在此，当将无线终端100A的最大直线尺寸设为D，将波长设为λ时，远场成为从天线AT起2D2/λ以远的距离。由此，例如，当设为D＝0.4米(m)、波长λ＝0.01m(相当于28GHz带的无线信号)时，从天线AT大约30m的位置成为近场与远场的边界，从而出现需要在比其远的位置上放置无线终端100A。另外，在本实施方式中，假定最大直线尺寸D例如为从5cm(厘米)至33cm左右的DUT100的测量。
图6(a)所示的DFF方式的配置结构中，天线AT与无线终端100A之间的传播距离较大，伴随于此功耗必定成为较大的值。因此，作为用于减少功耗的处理法，例如，如图6(b)所示，有在使天线AT的电波反射而能够导入无线终端100A的位置上配置具有旋转抛物面的反射镜7A的IFF方式。根据IFF方式的配置结构，不仅能够缩短天线AT与无线终端100A之间的距离，而且平面波的区域从反射镜7A的镜面中刚反射后的距离开始扩展，因此也能够预计功耗的减少效果。功耗能够以同相位的波的相位差来表示。作为功耗而能够容许的相位差例如为λ/16。相位差例如将通过矢量网络分析仪(VNA)进行评价作为前提。
作为能够用作图6(b)所示的反射镜7A的器件，例如有抛物面反射器(参考图7)或偏置抛物面反射器(参考图8)。如图7所示，抛物面反射器具有相对于通过天线中心O的轴对称的镜面(旋转抛物面)，且具有通过在离该旋转抛物面规定的焦点位置F上设置沿旋转抛物面的方向具有指向性的一次辐射器，将从一次辐射器辐射的电波沿与上述轴向平行的方向反射的功能。相反，能够理解抛物面反射器通过在焦点位置F上例如配置本实施方式所涉及的试验用天线5，能够使对旋转抛物面沿与上述轴向平行的方向入射的电波(例如，DUT100发送的无线信号)反射并引向试验用天线5。然而，抛物面反射器从正面(Z方向)观察的平面形状为正圆，且结构较大，从而不适宜作为OTA暗室50的反射器7来配置。
相对于此，如图8所示，偏置抛物面反射器具有相对于旋转抛物面的轴非对称的镜面(切出了正圆型抛物面反射器(参考图7)的旋转抛物面一部分的形状)，且具有通过将一次辐射器以其波束轴相对于旋转抛物面的轴例如以角度α倾斜的状态来设置，使从一次辐射器辐射的电波沿与旋转抛物面的轴向平行的方向反射的功能。能够理解该偏置抛物面反射器通过在焦点位置F上例如放置本实施方式所涉及的试验用天线5，能够使沿与旋转抛物面的轴向平行的方向入射于旋转抛物面的电波(例如，DUT100发送的无线信号)反射并引向试验用天线5。偏置抛物面反射器能够实现如镜面以垂直接近的方式的配置，与抛物面反射器(参考图7)相比，结构可大幅缩小。
根据上述研究结果，在本实施方式所涉及的OTA暗室50中，如图1所示，将使用了偏置抛物面反射器(参考图8)的反射器7配置于DUT100与试验用天线5之间的电波传播路径。在图1中，反射器7以由符号F表示的位置成为焦点位置的方式配置于框体主体部52的侧面52b。
反射器7及试验用天线5成为试验用天线5的波束轴BS1相对于反射器7的轴RS1倾斜规定的角度α的偏置状态。反射器7在试验用天线5的波束轴BS1上具有焦点位置F，试验用天线5能够通过反射器7的焦点位置F。上述的倾斜角度α例如能够设定为30度。在该情况下，试验用天线5成为以仰角30度来与反射器7对置的方式，即以与反射器7对置且以试验用天线5的接收面相对于无线信号的波束轴成为直角的角度被保持。通过采用偏置抛物面反射器型的反射器7，不仅可使反射器7本身缩小，而且能够实现如镜面以垂直接近的方式的姿势的配置，从而具有能够缩小OTA暗室50的结构这一优点。
在此，对图6(a)所示的DFF方式的配置结构及图6(b)所示的IFF方式的配置结构中的功耗进行验证。图9例如如图6所示，示出了将天线AT配置于从无线终端100A到远场测量区域内的距离时的功耗的特性。在图9中，P1表示基于使用1GHz频带的无线信号的天线AT的功耗的特性，P2表示基于使用毫米波(28GHz频带)的无线信号的天线AT的功耗的特性。
在图9所示的特性中，若尤其关注本实施方式所涉及的测量装置1中的测量对象即DUT100的天线110所使用的毫米波的无线信号的功耗的特性(在图9中以P2来表示的特性)，则在图6(a)所示的DFF方式的配置结构中，在从无线终端100A到其远场区域的距离例如30m的位置上配置有天线AT时的功耗例如成为100dB左右的值。
相对于此，在图6(b)所示的IFF方式的配置结构中，在从无线终端100A到其远场区域的距离例如1m的位置上配置有天线AT时的功耗例如成为62dB左右的值。由此，明确IFF方式的配置结构与DFF方式的配置结构相比，可抑制功耗。
从基于图6、图9的功耗的说明可知，根据IFF方式的配置结构(参考图6(b))，与DFF方式的配置结构(参考图6(a))相比，功耗例如虽然能够减少至62dB左右，但功耗依然较大。总而言之，在远场区域内的测量中，若要缩短天线AT与无线终端100A的天线110之间的距离仍有界限，由此，无法避免某种程度的功耗的产生是显而易见的。
因此，本申请的发明人等，在OTA暗室50的内部空间51中，如图10所示，设为将杂散测量用天线6例如配置于从DUT100到近场测量区域的距离。而且，关于天线6的具体配置位置，例如确定在如图11所示的位置上。
图11是用于说明本实施方式所涉及的测量装置1的OTA暗室50中的DUT100与天线6A、6B、6C、6D之间的区域的示意图。如图11所示，作为根据距DUT100的距离能够划分的区域，存在与DUT100相邻的反应近场(Reactive Near Field)区域及超过该反应近场区域且不到远场(Far-Field)区域的距离为止的辐射近场(Radiative Near Field)区域。
在本实施方式所涉及的测量装置1的OTA暗室50(参考图1、图2)中，设为将杂散测量用天线6配置于从DUT100超过图11中的反应近场区域且不到远场区域的距离的辐射近场(Radiative Near Field)的区域内。而且，配置的数量例如设为天线6A、6B、6C、6D这四个。
在图11中，若将DUT100的最大直线尺寸设为D，将天线110所使用的无线信号的波长设为λ，则反应近场(Reactive Near Field)区域相当于从DUTT00至
[数式2]
在本实施方式所涉及的测量装置1的OTA暗室50中，优选将四个天线6A、6B、6C、6D均配置于分别离DUT100等距离的满足下式(1)所示的条件的距离R的位置(参考图12)。
[数式3]
图12是立体地表示本实施方式所涉及的测量装置1的OTA暗室50内的天线6A、6B、6C、6D的配置方式的示意图。在图12中，球体B能够规定后述的球坐标系(γ、θ、φ(参考图13)，且球体B表面的配置有天线6A、6B、6C、6D的各点存在于离该球坐标系(γ、θ、φ)的中心O1一定距离R的位置上。距离R为满足上述(1)式的值。如此，在OTA暗室50的内部空间51中，当DUT100的天线110的位置为相当于图12中的球体B的中心O1的位置时，天线6A、6B、6C、6D配置于从该中心O1到近场测量区域内的各距离。
图13是用于说明在本实施方式所涉及的测量装置1的OTA暗室内性能试验中的DUT100辐射的杂散信号的近场测量原理的示意图。图13(a)是表示DUT100的全球面扫描所涉及的球坐标系的图，图13(b)是表示该球坐标系中的角度标本点PS的分布的图。
通常，关于将DUT100设为对象的辐射电力测量，已知有测量等价各向同性辐射电力(EIRP)的方法及测量总辐射电力(TRP)的方法。EIRP例如为在图13(a)所示的球坐标系(γ、θ、φ)的各测量点(θ、φ)上测量的电力值。相对于此，TRP为对上述球坐标系(γ、θ、φ)的所有方位即处于离DUT100的全球面扫描的中心O1(以下，基准点)等距离的球面(相当于图12的球体B的表面)上的预先规定的多个角度标本点PS(参考图13(b))上的EIRP进行测量并求出其总和的值，例如以Ptrp来表示。
总辐射电力Ptrp将上述球坐标系(γ、θ、φ)的θ及φ方向的分段数分别设为Nθ及Nφ而例如能够以下式(2)来表示。
[数式4]
并且，由下式(3)能够求出基于上述(2)式能够计算总辐射电力Ptrp的角度标本数(N)。
N＝(Nθ-1)×Nθ…(3)
在本实施方式中，用于计算总辐射电力Ptrp的分段数Nθ及Nφ例如分别设定为12。由此，在本实施方式中，上述角度标本数(N)根据上述式(3)作为N＝132(＝(12-1)×12)来求出。如此求出的132个角度标本点PS若在球体B的表面上表示，则成为如图13(b)所示的位置。
在本实施方式所涉及的测量装置1中，作为角度标本点PS，例如赋予如图13(b)所示的132(＝(12-1)×12)个，在离上述球坐标系(γ、θ、φ)的基准点等距离的132个点的位置上分别测量EIRP，进而合计所有点位置上的EIRP。而且，根据上述各EIRP的合计结果即132个点的所有角度标本点PS上的EIRP的总和，进行求出DUT100的总辐射电力Ptrp的杂散测量。
在进行杂散测量时，综合控制装置10通过驱动控制DUT扫描机构56，实施DUT100的全球面扫描。在DUT100的全球面扫描的过程中，综合控制装置10重复驱动马达56f的驱动/非驱动，并且以方位轴为中心旋转驱动转台56a，另一方面，重复驱动马达56g的驱动/非驱动，并且以辊轴为中心旋转驱动载置盘56d。此时，综合控制装置10以按天线110的天线面朝向一个角度标本点PS的每个时刻将驱动马达56f及驱动马达56g设为非驱动的方式进行控制。通过该DUT100的全球面扫描控制，载置于载置盘56d的DUT100以天线110保持于规定球坐标系(γ、θ、φ)的球体B的中心即基准点的位置的状态天线110的天线面依次朝向(指向)球体B的所有角度标本点PS的方式，以基准点为中心被旋转驱动。
在上述球坐标系(γ、θ、φ)中的特定的四个角度标本点PS的位置上沿角度φ的方向彼此适当分开地分别配置有四个天线6A、6B、6C、6D(参考图12)。在上述的全球面扫描的过程中，DUT100以天线110的天线面依次朝向四个天线6A、6B、6C、6D的各受光面的方式被驱动(扫描)。由此、四个天线6A、6B、6C、6D分别能够接收从进行全球面扫描的DUT100的天线110辐射的(但是，在性能试验中)杂散频带的无线信号。
并且，综合控制装置10以如下方式进行控制，即，根据DUT100的全球面扫描而驱动各信号分析装置30A、30B、30C、30D，并且根据从分别与该各信号分析装置30A、30B、30C、30D对应的四个天线6A、6B、6C、6D输入的各接收信号执行近场测量处理。
此时，在综合控制装置10中，在图13(b)所示的球坐标系(γ、θ、φ)中，以如下方式控制各信号分析装置30A、30B、30C、30D，即，DUT100以保持某一θ角度的状态通过φ方向的各角度标本点PS的方式被扫描，与此相应地在各角度标本点PS上依次测量EIRP。通过与改变θ角度而通过所有角度标本点PS的DUT100的全球面扫描相应地实施这种EIRP的测量控制，在各信号分析装置30A、30B、30C、30D中，能够对球坐标系(γ、θ、φ)的所有角度标本点PS测量EIRP。并且，综合控制装置10能够求出对所有角度标本点PS的EIRP测量值的总和即TRP(Ptrp)。
鉴于以上说明，返回图3及图4，重新对本实施方式所涉及的测量装置1的功能结构进行说明。在本实施方式所涉及的测量装置1中，综合控制装置10例如具有图3所示的功能结构，NR系统模拟器20及信号分析装置30A、30B、30C、30D例如分别具有图4(a)及图4(b)所示的功能结构。
如图3所示，综合控制装置10具有控制部11、操作部12及显示部13。控制部11例如由计算机装置构成。该计算机装置具备：进行用于实现测量装置1的功能的规定的信息处理或将NR系统模拟器20及信号分析装置30A、30B、30C、30D设为对象的集中控制的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)11a；存储用于启动CPU11a的OS(OperatingSystem：操作系统)或其他程序及控制用参数等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)11b；存储CPU11a在工作中使用的OS、应用程序的执行代码及数据等的RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)11c；具有输入规定信号的输入接口功能及输出规定信号的输出接口功能的外部接口(I/F)部11d；未图示的硬盘装置等非易失性存储介质；及各种输入输出端口。
外部I/F部11d以经由网络19彼此能够进行通信的方式分别与NR系统模拟器20、信号分析装置30A、30B、30C、30D及DUT扫描机构(双轴定位器)56的驱动部56e连接。在输入输出端口中连接有操作部12及显示部13。操作部12为用于输入指令等各种信息的功能部，显示部13为显示上述各种信息的输入画面及测量结果等各种信息的功能部。
上述的计算机装置通过CPU11a将RAM11c作为工作区而执行存储于ROM11b的程序而作为控制部11发挥功能。如图3所示，控制部11具有呼叫连接控制部14、信号收发控制部15、DUT扫描控制部16及信号分析装置控制部17。呼叫连接控制部14、信号收发控制部15、DUT扫描控制部16及信号分析装置控制部17也通过CPU11a在RAM11c的工作区域中执行存储于ROM11b的规定的程序而得到实现。
呼叫连接控制部14通过经由NR系统模拟器20及信号处理部25驱动试验用天线5而在与DUT100之间收发控制信号(无线信号)，进行在NR系统模拟器20与DUT100之间建立呼叫(能够收发无线信号的状态)的控制。
信号收发控制部15进行如下控制，即，监视操作部12中的用户操作，并以由用户进行DUT100的发送及接收特性的测量所涉及的规定的测量开始操作为契机，进行对由呼叫连接控制建立呼叫之后的NR系统模拟器20发送信号发送指令并且从NR系统模拟器20经由试验用天线5发送试验信号的控制及发送信号接收指令并且经由试验用天线5接收被测量信号的控制。
DUT扫描控制部16通过驱动控制DUT扫描机构56的驱动马达56f及56g，进行载置于DUT载置部56c的载置盘56d的DUT100的全球面扫描。为了实现该控制，例如，在ROM11b中预先备有DUT扫描控制表16a。DUT扫描控制表16a中例如存储有DUT100的全球面扫描所涉及的球坐标系(参考图13(a))中的各角度标本点PS(参考图13(b))的坐标、与各角度标本点PS的坐标建立对应关联的驱动马达56f及56g的驱动数据以及建立关联有各角度标本点PS上的停止时间(测量时间)等的控制数据。当驱动马达56f及56g例如为步进马达时，作为上述驱动数据例如存储驱动脉冲数。
DUT扫描控制部16将DUT扫描控制表16a展开于RAM11c的工作区域，并根据存储于该DUT扫描控制表16a中的控制数据，驱动控制DUT扫描机构56的驱动马达56f及56g。由此，进行载置于DUT载置部56c的DUT100的全球面扫描。在全球面扫描的过程中，DUT100的天线110的天线面按球坐标系中的每个角度标本点PS朝向该角度标本点PS仅停止规定时间(上述停止时间)，然后，以所有角度标本点PS为对象依次实施向下一角度标本点PS移动的动作(DUT100的扫描)。
信号分析装置控制部17在进行DUT100的全球面扫描时，根据各天线6A、6B、6C、6D所接收的无线信号，以对从DUT100的天线110辐射的杂散频带的无线信号的电力进行近场测量处理的方式，分别控制信号分析装置30A、30B、30C、30D。
如图4(a)所示，NR系统模拟器20具有信号测量部21、控制部22、操作部23及显示部24。信号测量部21具有由信号发生部21a、数字/模拟转换器(DAC)21b、调制部21c、RF部21d的发送部21e构成的信号发生功能部及由RF部21d的接收部21f、模拟/数字转换器(ADC)21g及分析处理部21h构成的信号分析功能部。
在信号测量部21的信号发生功能部中，信号发生部21a生成具有基准波形的波形数据，具体而言，例如生成I成分基带信号及其正交成分信号即Q成分基带信号。DAC21b将从信号发生部21a输出的具有基准波形的波形数据(I成分基带信号及Q成分基带信号)从数字信号转换为模拟信号并输出至调制部21c。调制部21c进行如下调制处理，即，分别对I成分基带信号及Q成分基带信号混合本地信号，并且合成两者而作为数字调制的频率来输出。RF部21d生成将从调制部21c输出的数字调制的频率与各通信标准的频率对应的试验信号，并通过发送部21e向信号处理部25输出所生成的试验信号。信号处理部25在对从发送部21e输入的试验信号实施频率转换(例如，上变频)、放大及频率选择等各处理的基础上，通过试验用天线5向DUT100输出该试验信号。
然后，试验用天线5接收由接收了试验信号的DUT100发送的被测量信号，并将该接收的被测量信号输出至信号处理部25。信号处理部25在对从试验用天线5输入的被测量信号实施频率转换(例如，下变频)、放大及频率选择等各处理的基础上，将该被测量信号输出至NR系统模拟器20。
在NR系统模拟器20中，通过信号测量部21的信号分析功能部对从信号处理部25发送过来的被测量信号进行处理。在该处理中，首先，RF部21d在通过接收部21f接收了上述被测量信号的基础上，通过将该被测量信号与本地信号进行混合，转换为中间频带的信号(IF信号)。ADC21g将通过RF部21d的接收部21f转换为IF信号的被测量信号从模拟信号转换为数字信号并输出至分析处理部21h。
分析处理部21h进行如下处理，即，通过对ADC21g输出的数字信号即被测量信号进行数字处理而生成分别与I成分基带信号及Q成分基带信号对应的波形数据的基础上，根据该波形数据分析I成分基带信号及Q成分基带信号。
控制部22与上述的综合控制装置10的控制部11相同地，例如由包含CPU、RAM、ROM及各种输入输出接口的计算机装置构成。
CPU进行用于实现信号发生功能部、信号分析功能部、操作部23及显示部24的各功能的规定的信息处理及控制。
操作部23及显示部24与上述计算机装置的输入输出接口连接。操作部23为用于输入指令等各种信息的功能部，显示部24为显示上述各种信息的输入画面及测量结果等各种信息的功能部。具有上述结构的NR系统模拟器20及信号处理部25构成本发明中的模擬测量装置。
并且，在本实施方式所涉及的测量装置1中，如图4(b)所示，信号分析装置30A、30B、30C、30D分别具有信号分析部31、控制部32、操作部33及显示部34。信号分析装置30A、30B、30C、30D均具有相同的结构。并且，所输入的信号(天线6A、6B、6C、6D的各接收信号)的类别相同，且其处理动作也相同。以下，作为代表举出信号分析装置30A，并对其结构(参考图4(b))及动作进行说明。
如图4(b)所示，在信号分析装置30A中，信号分析部31具有RF部31a、ADC31b及分析处理部31c，并对从杂散信号处理部25A输入的杂散信号实施信号分析处理。在此，从杂散信号处理部25A输入的杂散信号为基于OTA暗室50内的天线6A的接收信号。信号分析装置30A在信号分析部31中对从杂散信号处理部25A输入的天线6A的接收信号实施测量处理。相同地，信号分析装置30B、30C、30D也对分别从杂散信号处理部25B、25C、25D输入的天线6B、6C、6D的各接收信号进行测量处理。
另外，杂散信号处理部25A、25B、25C、25D分别具有降频转换器、放大器及频率滤波器。杂散信号处理部25A、25B、25C、25D分别对天线6A、6B、6C、6D所接收的各划分频带的无线信号(杂散信号)实施了频率转换、放大及频率选择的各处理的基础上，将该无线信号分别发送至信号分析装置30A、30B、30C、30D中的信号分析部31的RF部3Ta。信号分析装置30A、30B、30C、30D分别可以是组装有杂散信号处理部25A、25B、25C、25D的结构。信号分析装置30A、30B、30C、30D及杂散信号处理部25A、25B、25C、25D构成本发明中的近场测量处理机构。
以往，在OTA暗室50内只能配置一个天线，而产生按每个划分频率交换天线的工作，并且信号分析装置及杂散信号处理部为一个，因此按四个划分频率重复四次全球面扫描而进行了测量。在本实施方式中，通过如此按每个划分频率具备多个杂散信号处理部25A、25B、25C、25D及信号分析装置30A、30B、30C、30D，由此在一次全球面扫描的过程中能够同时测量四个划分频率的杂散信号。由此，与以往相比，测量时间成为1/4，从而能够缩短测量时间。
接着，参考图14对本实施方式所涉及的测量装置1中的杂散测量处理进行说明。在图14中，对使用四个天线6A、6B、6C、6D来测量与该各天线6A、6B、6C、6D对应的彼此不同的划分频带的杂散信号的情况进行说明。并且，在图14中，对通过综合控制装置10的操作部12进行命令开始杂散测量的杂散测量开始操作的情况进行说明。杂散测量开始操作也可以通过信号分析装置30A、30B、30C、30D的各操作部33进行。
在测量装置1中，若要进行杂散测量，则首先，需要在OTA暗室50的内部空间51内设置DUT100。由此，在测量装置1中，作为杂散测量的最初的处理，通过用户进行对OTA暗室50的DUT扫描机构56的DUT载置部56c设置成为试验对象的DUT100的工作(步骤S1)。
在进行DUT100的设置作业之后，在综合控制装置10中，例如呼叫连接控制部14监视是否在操作部12中进行了杂散测量开始操作(步骤S2)。
在此，当判定为未进行杂散测量开始操作时(步骤S2中为“否”)，呼叫连接控制部14继续进行上述步骤S1的监视。相对于此，当判定已进行杂散测量开始操作时(在步骤S2中“是”)，呼叫连接控制部14使用试验用天线5，在与DUT100之间收发控制信号(无线信号)，由此实施呼叫连接控制(步骤S3)。
在此，NR系统模拟器20经由试验用天线5对DUT100无线发送控制信号(呼叫连接请求信号)，另一方面，进行接收了该呼叫连接请求信号的DUT100接收设定了被连接请求的频率的基础上发送过来的控制信号(呼叫连接响应信号)的呼叫连接控制。通过该呼叫连接控制，在NR系统模拟器20与DUT100之间建立经由配置于反射器7的焦点位置F的试验用天线5及反射器7能够收发规定频带的无线信号的状态。此后，NR系统模拟器20及DUT100能够收发用于进行DUT100的能力试验的无线信号。
另外，关于用于进行上述能力试验的无线信号的收发，在DUT100侧接收从NR系统模拟器20经由试验用天线5及反射器7传送过来的无线信号的处理被设为下行链路(DL)处理，相反，经由反射器7及试验用天线5对NR系统模拟器20发送无线信号的处理被设为上行链路(UL)处理。试验用天线5为了执行建立链路(呼叫)的处理以及链路建立后的下行链路(DL)及上行链路(UL)的处理而使用，有时也被称为链路天线。
在步骤S3中的呼叫连接建立后，信号收发控制部15对NR系统模拟器20发送信号发送指令。在NR系统模拟器20中进行如下控制，即，根据上述信号发送指令，经由试验用天线5对DUT100发送试验信号(步骤S4)。。
这里的试验信号发送控制通过NR系统模拟器20以如下方式实施。在NR系统模拟器20(参考图4(a))中，接收了上述信号发送指令的控制部22控制信号发生功能部，并产生用于在信号发生部21a中生成试验信号的信号。然后，通过DAC21b对该信号进行数字/模拟转换处理，并且通过调制部21c进行调制处理之后，生成使通过RF部21d进行了该数字调制的频率与各通信标准的频率对应的试验信号，并从发送部21e经由信号处理部25及试验用天线5向DUT100输出该试验信号。另外，信号收发控制部15在步骤S4中开始试验信号发送的控制之后，在与测量对象的杂散频带的各划分频带对应的杂散测量结束的步骤S9为止的期间，以持续发送试验信号的方式进行控制。
在步骤S4中开始试验信号的发送之后，在NR系统模拟器20中，通过控制部22进行测量从接收了上述试验信号的DUT100的天线110发送的被测量信号的控制。在进行该控制时，经由试验用天线5接收的被测量信号输入于NR系统模拟器20(参考图4(a))中的RF部21d的接收部21f。在NR系统模拟器20中，控制部22控制信号发生功能部，首先将输入于RF部21d的接收部21f的被测量信号转换为IF信号。接着，进行如下处理，即，通过ADC21g从模拟信号转换为数字信号并输入于分析处理部21h，通过该分析处理部21h生成分别与I成分基带信号及Q成分基带信号对应的波形数据，根据该波形数据分析I成分基带信号及Q成分基带信号。
并且，在综合控制装置10中，在步骤S4中开始试验信号的发送之后，DUT扫描控制部16进行用于进行DUT扫描机构(双轴定位器)56中的载置于DUT载置部56c的载置盘56d的DUT100的全球面扫描的控制(步骤S5)。此时，DUT扫描控制部16根据存储于DUT扫描控制表16a中的控制数据，间歇地驱动控制驱动马达56f及56g。由此，天线110的天线面朝向规定球坐标系(γ、θ、φ)(参考图13(a))的球体B(参考图13(b))的一个角度标本点PS停止规定的时间，然后，进行以所有角度标本点PS为对象依次重复执行向下一角度标本点PS移动的动作的DUT100的全球面扫描。基于DUT扫描控制部16的DUT100的全球面扫描，在之后的杂散测量结束的步骤S9为止的期间(全球面扫描期间)被持续实施。
在该期间，综合控制装置10的信号分析装置控制部17执行将信号分析装置30A、30B、30C、30D设为对象的杂散测量控制。在该杂散测量控制中，首先，上述步骤S4以后，以将在与试验用天线5之间通信中的DUT100的天线110辐射的杂散信号在天线6A、6B、6C、6D中的接收信号经由杂散信号处理部25A、25B、25C、25D分别输入于信号分析装置30A、30B、30C、30D(使其接收)的方式进行控制(步骤S6)。
接着，信号分析装置控制部17在信号分析装置30A、30B、30C、30D中，以根据所输入的各信号即天线6A、6B、6C、6D的各接收信号执行杂散测量处理的方式进行控制。这里的杂散测量处理为与天线6A、6B、6C、6D的各天线面所指向的角度标本点PS对应的EIRP(等价各向同性辐射电力)的测量处理(步骤S7)。
通过在步骤S7中的控制，在信号分析装置30A中，根据天线6A的一个角度标本点PS的接收信号，求出在图5中以编号1来识别的划分频带的杂散信号的EIRP值。相同地，在信号分析装置30B、30C、30D中，也根据天线6B、6C、6D的一个角度标本点PS的各接收信号，分别求出在图5中以编号2、3、4来识别的各划分频带的杂散信号的EIRP值。信号分析装置控制部17还进行将分别由信号分析装置30B、30C、30D测量的上述四个划分频带的杂散信号的测量结果与各角度标本点PS对应地例如存储于RAM11c的规定的存储区域的控制(步骤S8)。
接着，信号分析装置控制部17判定所有角度标本点PS的EIRP测量是否结束(步骤S9)。在此，当判定为所有角度标本点PS的EIRP测量未结束时(在步骤S9中“否”)，信号分析装置控制部17继续进行步骤S5以后的处理。
在该期间，当判定为所有角度标本点PS的EIRP测量结束时(在步骤S9中“是”)，信号分析装置控制部17实施使信号分析装置30A、30B、30C、30D分别合计基于天线6A、6B、6C、6D的所有角度标本点PS上的接收信号的EIRP测量结果(计算EIRP测量结果的总和)的控制。接着，信号分析装置控制部17实施分别读取各信号分析装置30A、30B、30C、30D的上述所有角度标本点PS上的EIRP测量结果的合计结果，并将该合计结果作为上述总辐射电力Ptrp例如存储于RAM11c的TRP存储区域的控制(近场测量处理)(步骤S10)。
在步骤S10的处理中，信号分析装置30A、30B、30C、30D各自所合计的总辐射电力Ptrp例如与分别使用于各天线6A、6B、6C、6D的划分频带对应地存储于TRP存储区域。根据需要，从TRP存储区域读出所存储的总辐射电力Ptrp，例如能够以适当的显示方式显示于综合控制装置10的显示部13。另外，关于步骤S10的处理，也可以是根据信号分析装置30A、30B、30C、30D中的EIRP测量结果，由信号分析装置控制部17计算总辐射电力Ptrp的结构。
综合控制装置10在将在上述步骤S10中所测量的总辐射电力Ptrp存储于TRP存储区域之后，结束上述一系列杂散测量处理。
如上所述，本实施方式所涉及的测量装置(天线装置)1具有：OTA暗室50，具有不受周围电波环境影响的内部空间51；扫描机构即DUT扫描机构56及DUT扫描控制部16，在内部空间51内，将球坐标系的中心O1设为基准点，执行使具有天线110的DUT100以依次朝向球坐标系的预先设定的所有方位的方式以基准点为中心进行旋转驱动的全球面扫描；天线6A、6B、6C、6D，配置于从基准点到近场测量范围内的距离；及信号分析装置30A、30B、30C、30D，在执行全球面扫描的过程中，通过天线6A、6B、6C、6D接收从正在收发规定频带的无线信号的DUT100的天线110辐射的杂散频带的无线信号，并根据该天线6A、6B、6C、6D的接收信号，进行与杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1通过将天线6A、6B、6C、6D配置于从配置DUT100的基准点到近场测量范围内的距离，能够避免OTA暗室50的大型化。并且，根据基于配置于近场测量范围内的距离的天线6A、6B、6C、6D的接收信号的近场测量处理，能够进行不依赖于天线6A、6B、6C、6D与DUT100之间的距离且功耗较少并且缩短了测量时间的杂散测量。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1为如下结构，即，信号分析装置30A、30B、30C、30D根据天线6A、6B、6C、6D的接收信号对球坐标系的预先设定的所有方位测量EIRP(等价各向同性辐射电力)，并且测量上述所有方位的EIRP的总和即TRP(总辐射电力)。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1对球坐标系的所有方位分别测量EIRP，通过求出该各EIRP的总和的运算，能够求出TRP，并且能够简化信号分析装置30A、30B、30C、30D中的杂散测量处理。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1具有多个天线6A、6B、6C、6D，各天线6A、6B、6C、6D分别使用包含低于规定频带的频带至高频带为止的杂散频带的预先划分的多个划分频带的无线信号，另一方面，具有多个信号分析装置30A、30B、30C、30D，这些信号分析装置30A、30B、30C、30D在执行全球面扫描的过程中，根据各天线6A、6B、6C、6D的接收信号，对杂散频带的预先划分的多个划分频带的各划分频带执行近场测量处理。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1即使在使用多个天线6A、6B、6C、6D的情况下，也能够维持OTA暗室50的紧凑化，并且无需切换各天线6A、6B、6C、6D的工夫，从而通过DUT100的一次全球面扫描对该DUT100的天线1TO能够实现宽频带的有效的杂散测量。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1还具备：试验用天线5，使用规定频带的无线信号；及NR系统模拟器20，在进行全球面扫描时，经由试验用天线5向DUT100输出试验信号，并且通过试验用天线5接收从输入有试验信号的DUT100输出的被测量信号，根据所接收的被测量信号进行对规定频带的无线信号的测量。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1与DUT100的天线110的性能试验相应地，能够有效地实施对各划分频带的杂散测量。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1为如下结构，即，当将DUT100的最大直线尺寸设为D，将DUT100的天线110所使用的无线信号的波长设为λ时，天线6A、6B、6C、6D配置于从上述基准点到由下式表示的辐射近场的区域内的距离R的位置。
[数式5]
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1能够减少与在离测量系统的基准点过近的距离配置测量用天线时的杂散测量相关的精度下降，并且能够实现基于天线6A、6B、6C、6D的接收信号的准确的杂散测量。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1中，DUT扫描机构56具有：转台56a，以方位轴为中心能够旋转；支柱部件56b，在转台56a上沿垂直方向设置；载置盘56d，相对于支柱部件56b与转台56a平行地配置，且以辊轴为中心能够旋转；及驱动部56e，具有旋转驱动方位轴的驱动马达56f及旋转驱动辊轴的驱动马达56g。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1维持DUT扫描机构56的简单的结构，并且通过用驱动部56e适当驱动驱动马达56f、56g的控制，能够轻松地进行DUT100的全球面扫描。
并且，本实施方式所涉及的测量装置1还具有反射器7，容纳于OTA暗室50的内部空间51，且具有规定的旋转抛物面，并且通过DUT100的天线110及试验用天线5发送或接收的无线信号经由旋转抛物面被反射。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量装置1能够缩短用于进行DUT100的性能试验的试验用天线5与天线110之间的距离，并且与从基准点到近场测量区域内的距离的天线6A、6B、6C、6D的配置相结合，能够避免OTA暗室50的大型化。
并且，本实施方式所涉及的测量方法为使用具有上述各结构的测量装置1的测量方法，其结构如下，即，包括：载置步骤(参考图14的步骤S1)，将DUT100配置于OTA暗室50内的DUT扫描机构56的载置盘56d；试验信号输出步骤(参考图14的步骤S4)，通过NR系统模拟器20，经由试验用天线5向DUT100输出试验信号；全球面扫描步骤(参考图14的步骤S5)，对载置于载置盘56d的DUT100通过DUT扫描机构56及DUT扫描控制部16执行全球面扫描；信号接收步骤(参考图14的步骤S6)，在执行全球面扫描的过程中，通过天线6A、6B、6C、6D接收从输入有试验信号的DUT100的天线110与被测量信号一同输出的杂散频带的无线信号；及近场测量处理步骤(参考图14的步骤S7)，根据信号接收步骤中的各天线6A、6B、6C、6D的接收信号，进行与杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
根据该结构，本实施方式所涉及的测量方法将天线6A、6B、6C、6D配置于从配置DUT100的基准点到近场测量范围内的距离，而进行近场测量处理，从而能够进行避免OTA暗室50的大型化并且不依赖于天线6A、6B、6C、6D与DUT100(天线110)之间的距离且功耗较少并且缩短了测量时间的杂散测量。
另外，在上述各实施方式中，例如，举出了用四个天线6A、6B、6C、6D来覆盖6GHz～90GHz的杂散测量频带(参考图5)的例子，但本发明并不限于此，也可以设为用任意数量的天线6来覆盖任意的杂散测量频带的结构。并且，能够任意地设定测量标本点PS(参考图13(a))的位置及数量。另外，本发明不仅适用于电波暗箱，还能够适用于电波暗室。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的天线装置及测量方法发挥能够实现避免电波暗箱的大型化及依赖于被试验对象与测量用天线之间的距离的功耗的增大并且有效的杂散测量这一效果，并且在进行5G用无线终端等具有高速通信能力的无线终端的杂散测量的所有天线装置及测量方法中有用。
符号说明
1-测量装置(天线装置)，5-试验用天线，6、6A、6B、6C、6D-天线(测量用天线)，7-反射器，10-综合控制装置，16-DUT扫描控制部(扫描机构)，20-NR系统模拟器(模擬测量装置)，30A、30B、30C、30D-信号分析装置(近场测量处理机构)，40A、40B、40C、40D-杂散信号处理部(近场测量处理机构)，50-0TA暗室(电波暗箱)，51-内部空间，56-DUT扫描机构(扫描机构)，56a-转台，56b-柱状部件，56d-载置盘(被试验对象载置部)，56e-驱动部(驱动机构)，56f-驱动马达(第1旋转驱动机构)，56g-驱动马达(第2旋转驱动机构)，100-DUT(被试验对象)，110-天线(被试验用天线)。
Claims (8)
1.一种天线装置，具有：
电波暗箱(50)，具有不受周围电波环境影响的内部空间(51)；及
扫描机构(56)，在所述内部空间内，将球坐标系的中心设为基准点，执行使具有被试验用天线(110)的被试验对象(100)以依次朝向所述球坐标系的预先设定的所有方位的方式以所述基准点为中心进行旋转驱动的全球面扫描，所述天线装置的特征在于，具有：
测量用天线(6)，在执行所述全球面扫描的过程中，接收从正在收发规定频带的无线信号的所述被试验对象天线辐射的杂散频带的无线信号；及
近场测量处理机构(30)，根据配置于从所述基准点到近场测量范围内的距离的所述测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述近场测量处理机构根据所述测量用天线的接收信号，测量对所述所有方位的EIRP即等价各向同性辐射电力，并且测量所述所有方位的所述EIRP的总和即TRP即总辐射电力。
3.根据权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，
具有多个所述测量用天线(6A、6B、6C、6D)，
所述各测量用天线分别使用包含低于所述规定频带的频带至高频带为止的所述杂散频带的预先划分的多个划分频带的无线信号，
所述近场测量处理机构在执行所述全球面扫描的过程中，根据所述各测量用天线的接收信号，按所述杂散频带的预先划分的多个划分频带的每个划分频带进行所述近场测量处理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，还具备：
试验用天线(5)，使用所述规定频带的无线信号；及
模擬测量装置(20)，在进行所述全球面扫描时，经由所述试验用天线向所述被试验对象输出试验信号，并且通过所述试验用天线接收从输入有所述试验信号的所述被试验对象输出的被测量信号，根据所接收的所述被测量信号进行对所述规定频带的无线信号的测量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，
当将所述被试验对象的最大直线尺寸设为D，将所述被试验用天线所使用的无线信号的波长设为λ时，所述测量用天线配置于从所述基准点到由下式表示的辐射近场的区域内的距离R的位置，
[数式6]
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，
所述扫描机构具有：
转台(56a)，以方位轴为中心能够旋转；
支柱部件(56b)，在所述转台上沿垂直方向设置；
被试验对象载置部(56d)，相对于所述支柱部件与所述转台平行地配置，且以辊轴为中心能够旋转；及
驱动机构(56e)，具有旋转驱动所述方位轴的第1旋转驱动机构(56f)及旋转驱动所述辊轴的第2旋转驱动机构(56g)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线装置，其特征在于，还具有：
反射器(7)，容纳于所述内部空间，具有规定的旋转抛物面，通过所述被试验对象天线及所述试验用天线发送或接收的无线信号经由所述旋转抛物面被反射。
8.一种测量方法，其使用天线装置(1)进行所述被试验对象(100)的测量，所述天线装置(1)具有：电波暗箱(50)，具有不受周围电波环境影响的内部空间(51)；及扫描机构(56)，在所述内部空间内，将球坐标系的中心设为基准点，执行使具有被试验用天线(110)的被试验对象(100)以依次朝向所述球坐标系的预先设定的所有方位的方式以所述基准点为中心进行旋转驱动的全球面扫描，所述测量方法的特征在于，
所述天线装置(1)还具有：
测量用天线(6)，在执行所述全球面扫描的过程中，接收从正在收发规定频带的无线信号的所述被试验对象天线辐射的杂散频带的无线信号；及
近场测量处理机构(30)，根据配置于从所述基准点到近场测量范围内的距离的所述测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理，
所述测量方法包括：
载置步骤(S1)，将所述被试验对象载置于所述电波暗箱(50)内的所述扫描机构(56)的被试验对象载置部(56d)；
试验信号输出步骤(S4)，通过所述模擬测量装置(20)经由所述试验用天线(5)向所述被试验对象输出试验信号；
全球面扫描步骤(S5)，通过所述扫描机构对载置于所述被试验对象载置部(56d)的所述被试验对象执行所述全球面扫描；
信号接收步骤(S6)，在执行所述全球面扫描的过程中，通过所述测量用天线接收从输入有所述试验信号的所述被试验对象与所述被测量信号一同输出的所述杂散频带的无线信号；及
近场测量处理步骤(S7)，根据所述信号接收步骤中的所述各测量用天线的接收信号，进行与所述杂散频带的无线信号的电力相关的近场测量处理。
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