JP2020510834A

JP2020510834A - 無線機能を伴うデバイスの性能を測定するための装置及び方法

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Publication number: JP2020510834A
Application number: JP2019548332A
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Inventors: ヨン、クバーンストランド
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Abstract

アンテナ、携帯電話、及び、他の無線端末などの被試験デバイスの性能を測定するための新規な測定装置及び方法が開示される。室は、被試験デバイスを取り囲むようになって内部キャビティを内部に画定し、内側に反射する材料の壁を含み、電磁波を反射するように壁をならしめ、それにより、マルチパス環境をシミュレートする。したがって、室が残響室である。更に、少なくとも１つの第１の室アンテナ及び少なくとも１つの第２の室アンテナがキャビティ内に配置され、第１及び第２の室アンテナは、第１の所定の周波数範囲内及び第２の所定の周波数範囲内の電磁波をそれぞれ送受信するように構成される。測定機器が、被試験デバイスと室アンテナとに接続されて、それらの間の送信送を測定する。更に、キャビティ内に周波数選択性吸収体が配置され、周波数選択性吸収体は、第１の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を吸収するとともに第２の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を反射するようになっている。これにより、来るべきモバイル通信規格に準拠した無線機能を有するデバイスを試験できる測定装置が与えられる。

Description

本発明は、無線機能を有する被試験デバイス（ＤＵＴ）の性能を測定するための改良された装置及び方法に関する。より具体的には、本発明は残響室に関する。

残響室又はモード撹拌室は、近年、例えば様々な無線通信デバイスの無線性能を試験する際に有効なツールになってきた。そのような室は、しばしばＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）テクノロジーとして知られる通信、及び、幾つかの周波数帯域を使用して同時に動作するデバイスなどに、マルチパス信号の伝播に依存するデバイスの試験に対する簡単な解決策を与える。

同一出願人による米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書は、例えば、アンテナの放射効率と携帯電話などのモバイル端末及び無線端末の全放射電力（ＴＲＰ）とを測定するために使用できるそのような残響室を開示する。米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書に記載されるのと同じ測定セットアップも、アンテナダイバーシティの性能を決定するために使用された。そのような残響室は、端末がいずれのシステムのために設計されているかに応じて、フェージングマルチパス環境での送信性能を測定するために、及び／又は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）又はフレームエラーレート（ＦＥＲ）による受信性能を測定するために使用され得る。

残響室は、前述の先の発明を利用することにより、アンテナ、増幅器、信号処理アルゴリズム、及び、コーディングの送信性能及び受信性能を含む、モバイル端末及び無線端末の完全な性能を送信及び受信の両方で特性化するために使用され得る。これにより、３Ｇ及び４Ｇ（ＬＴＥとも呼ばれる第３及び第４世代の移動通信システム）と称されるより高度な移動通信システムのための端末に関連するＲＦ試験の大きな可能性が開かれてきた。そのようなシステムは、送信と受信の両方に関して複数のアンテナを利用するとともに、これらを用いてフェージングマルチパス環境に適合して、バッテリ寿命及びデータレートを改善する。そのようなシステムは、ダイバーシティアンテナシステム及びＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）アンテナシステムのような用語の下で知られている。最適なダイバーシティ及びＭＩＭＯシステムを開発するためには、マルチパス環境において端末及び基地局シミュレータの性能を定量化することがこれまで以上に重要となり得る。残響室はこの試験の機会を与えることができる。

残響室の究極の試験の機会は、基地局でのデータ入力から端末でのデータ出力まで又はその逆で、ダイバーシティ及びＭＩＭＯ機能を伴う通信システム全体のデータスループットを測定することである。これは、ユーザにとって最も重要であるスループットと称される１つの性能値において放射電力、無線チャネル、及び、受信機感度の影響を含む。このスループットは結果として得られるデータ転送速度であり、また、残響室内の測定セットアップは科学論文（Ｊ．Ａｓｂｅｒｇ、Ａ．Ｓｋａｒｂｒａｔｔ、及び、Ｃ．Ｏｒｌｅｎｉｕｓ、「Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｗｉｒｅ−ｌｅｓｓｔｅｒｍｉｎａｌｓｂｙｄａｔａｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ」、アンテナ及び伝搬に関する欧州会議ＩＣＡＰ２０１１、２０１１年４月１１〜１５日、ローマ）に既に記載されている。

残響室は、測定精度及び実際の環境との類似性の両方に関して常に改善され得る。現時点では、別の測定技術と比べて不確実性はかなりのものであるが、より正確な室が、より低い周波数で測定できるようにする、又は、より小さい室内においてより短い時間で測定できるようにし、これは魅力的である。残響室は、周囲空間全体にわたって入ってくる波の到達角度が均一に分布する等方性のマルチパス環境に相当する。これは、フェージングを伴うマルチパスではアンテナ及び無線端末にとって良好な基準環境である。

しかしながら、我々は、毎年全ての技術分野で技術の進歩が成されている急速に変化する世界の一部である。特に無線技術及び遠隔通信の分野では、モバイル規格の新たな世代、すなわち、新たな問題や技術的課題が待ち受けている第５世代（５Ｇ）が近づいている。より詳細には、次世代のモバイル規格において、デバイスは、場合により、現在の周波数範囲４５０ＭＨｚ〜６ＧＨｚ及び６〜１００ＧＨｚの範囲のより高い周波数の両方で通信できることが求められ、その結果、より高い周波数の試験に関して新たな課題を有する。これは、無線リンクの伝搬特性がより高い周波数では異なり、顕著なマルチパスが少ないからである。

したがって、近年の残響室によって得られる測定精度の改善にもかかわらず、特定のデバイス、例えば予期される次世代のモバイル規格で動作するデバイスの試験をサポートするために改善の必要性が依然としてある。

米国特許第７４４４２６４号明細書米国特許第７２８６９６１号明細書

科学論文（Ｊ．Ａｓｂｅｒｇ、Ａ．Ｓｋａｒｂｒａｔｔ、及び、Ｃ．Ｏｒｌｅｎｉｕｓ、「Ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｗｉｒｅ−ｌｅｓｓｔｅｒｍｉｎａｌｓｂｙｄａｔａｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ」、アンテナ及び伝搬に関する欧州会議ＩＣＡＰ２０１１、２０１１年４月１１〜１５日、ローマ）

したがって、本発明の目的は、現在知られているシステムの前述の欠点の全て又は少なくとも一部を軽減する方法及び装置を提供することである。

この目的は、添付の特許請求の範囲に規定される装置及び方法によって達成される。

この目的は、添付の特許請求の範囲に規定されるような被試験デバイスの性能を測定するための測定装置及び方法によって達成される。

本発明の第１の態様によれば、被試験デバイスの性能を測定するための測定装置であって、
被試験デバイスを取り囲むようになっている内部キャビティを内部に画定し、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、マルチパス環境をシミュレートする、室と、
キャビティに配置され、第１の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を送受信するように構成される少なくとも１つの第１の室アンテナと、
キャビティに配置され、第２の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を送受信するように構成される少なくとも１つの第２の室アンテナと、
被試験デバイスと室アンテナとの間の送信を測定するために、被試験デバイスと第１の室アンテナ及び第２の室アンテナとに接続される測定機器と、
を備え、
測定装置が、キャビティ内に配置される少なくとも１つの周波数選択性吸収体を更に備え、周波数吸収体が、第１の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を吸収するとともに、第２の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を反射するようになっている、測定装置が提供される。

これにより、例えば、アンテナ、増幅器、信号処理アルゴリズム、及び、コーディングの送信性能及び受信性能を含む、例えばモバイル無線端末の性能を送信及び受信の両方で特性化するために使用され得る測定装置が提供される。更に、システムは、５Ｇ（第５世代の移動通信システム）のための端末のＲＦ（無線周波数）試験に適合する。そのようなシステムは、４Ｇなどの前身と同様に、送信及び受信の両方において複数のアンテナを利用するとともに、これらを用いてフェージングマルチパス環境に適合して、バッテリ寿命及びデータレートを改善する。そのようなシステムは、ダイバーシティアンテナシステム及びＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）アンテナシステムのような用語の下で知られている。最適なダイバーシティ及びＭＩＭＯシステムを開発するためには、これらの端末及び基地局シミュレータの性能を定量化することがこれまで以上に重要である。

しかしながら、来るべき第５世代のモバイル規格（５Ｇ）においては、背景の節で論じられたように、モバイル無線端末が２つの異なる周波数範囲で通信するように求められると想定される。より高い周波数において、データの送信は、より高い周波数での無線リンクの異なる伝搬特性（例えば、それほど顕著ではないマルチパス）に起因して、より直接的な特性になり得る。したがって、本発明の測定装置を用いて、室内の異なる周波数範囲で動作する２つのアンテナを利用することにより、及び、同じ室内に周波数選択性吸収体を配置することにより、伝搬チャネルの視線成分が導入されてもよい。

したがって、本発明により、室は、特定の周波数のための残響室として機能できると同時に、他の周波数のための無響室又は部分無響室として機能できる。

「被試験デバイス」という用語は、この出願との関連では、無線インタフェースを介して電磁信号を送信又は受信できる任意のタイプのデバイスを示すために使用される。特に、被試験デバイスは、アンテナ、携帯電話、及び、他の無線端末であってもよい。

「壁」という用語は、本出願及び本明細書中に開示される室との関連では、任意の方向の壁、すなわち、側壁、天井、及び、床を含む壁を表すために使用される。

従来から知られる残響室、すなわち、より低い周波数（この文脈では６ＧＨｚ未満）で無線モバイル端末の性能を測定するために使用される内部に反射する壁から構成されるキャビティを有する室は、来るべき５Ｇ規格にはあまり適さない場合がある。これは、室アンテナと被試験デバイスとの間の直接的な視線セットアップでは送信／受信性能を測定する方法がないからである。したがって、本発明者らは、周波数選択性吸収体を残響室に付加することにより遅延拡散（信号が幾つかの異なる軌道を通過する間に被試験デバイスに到達する時間の分散）を変更できることに気付いた。これは、残響室が異なる周波数で異なる特性を有するように残響室のフェージング環境を調整するためである。その結果、今では、異なる周波数で同時に通信するデバイスを試験することができ、より具体的には、現実の状態にあるように、異なる周波数で異なるフェージング環境を伴うデバイスを試験することができる。

本発明の１つの実施形態では、少なくとも１つの第１の室アンテナと少なくとも１つの第２の室アンテナとが同時に動作するようになっている。

第１及び第２の所定の周波数範囲は、好ましくは、異なっており、互いに対して重なり合わない。

第１の所定の周波数範囲は、第２の所定の周波数範囲より低くてもよい。しかしながら、殆どの測定状況に関しては、第１の所定の周波数範囲が第２の所定の周波数範囲よりも高い周波数帯域にあることが好ましい。

第１の所定の周波数範囲は、１ＧＨｚを上回り、好ましくは５ＧＨｚを上回り、最も好ましくは１０ＧＨｚを上回ってもよい。

更に、第１の所定の周波数範囲は、５ＧＨｚ〜２００ＧＨｚの範囲内、好ましくは６ＧＨｚ〜１５０ＧＨｚの範囲内、最も好ましくは６ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲内であってもよい。例えば、特定の試験条件に応じて、少なくとも１つの第１の室アンテナは、８．５〜１０．６ＧＨｚ、１３．４〜１５．２ＧＨｚ、１５．７〜１７．３ＧＨｚ、１９．７〜２１．２ＧＨｚ、２４．２５〜２７．５ＧＨｚ、２７．５〜２９．５ＧＨｚ、３７〜４０．５ＧＨｚ、４５．５〜４７ＧＨｚ、４７．２〜５０．２ＧＨｚ、５０．４〜５２．６ＧＨｚ、５９．３〜７１ＧＨｚ、６６〜７６ＧＨｚ、８１〜８６ＧＨｚ及び９２〜１００ＧＨｚを含む群から選択される少なくとも１つの周波数帯域で動作するように構成されてもよい。

第２の所定の周波数範囲は、１０ＧＨｚ未満、好ましくは５ＧＨｚ未満、最も好ましくは１ＧＨｚ未満であってもよい。

更に、第２の所定の周波数範囲は、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内、好ましくは３００ＭＨｚ〜８．５ＧＨｚの範囲内、最も好ましくは４００ＭＨｚ〜６ＧＨｚの範囲内であってもよい。

前述の実施形態では、２つの周波数範囲が与えられる。しかしながら、３つ以上の周波数範囲が使用されてもよく、また、測定装置は、前記周波数範囲の全てを同じ又は様々な程度まで吸収する又は反射するように設計されてもよい。異なる極性に対して異なる周波数範囲を与えることもできる。

本発明の更に他の実施形態では、少なくとも１つの第１の室アンテナ及び少なくとも１つの第２の室アンテナがキャビティ内の空間的に離れた位置に配置される。更に、少なくとも１つの第１の室アンテナは、被試験デバイスに対して自由視線を伴って配置されてもよい。本出願との関連での自由視線とは、送信機と受信機との間での電磁波の伝搬がこれらの２つの間に障害物が何ら配置されることなくなされるセットアップとして理解されるべきである。被試験デバイスに対して自由視線を伴って室アンテナを配置することにより、実質的なＫファクタを伴うライスフェージング環境をもたらすことができ、それにより、試験室内の現実のシミュレーションの精度が更に向上する。

更に、本発明の更に他の実施形態において、測定装置は、被試験デバイスと少なくとも１つの第２の室との間の視線が遮られるように被試験デバイスと少なくとも１つの第２の室アンテナとの間に配置されるシールド構造体を更に備える。そのようなシールドにより、第２の室アンテナと被試験デバイスとの間の直接的な結合が大幅に減少され、同時に、シールドが室内のマルチモード分布を僅かにのみ減少させる。これにより、測定精度が向上される。シールドは、室の２つの対向する側壁間に、前記対向する側壁間の距離の４０〜８０％、好ましくは５０〜７５％の範囲内の幅延在部を有するとともに、室の屋根と床との間に、前記床と屋根との間の距離の２０〜８０％、好ましくは５０〜７０％の範囲内の高さ延在部を有してもよい。

周波数選択性吸収体は、例えば円筒、シールド、立方体、円錐、ピラミッドなどの形態を成す室内に配置される独立型の物体として配置されてもよい。しかしながら、好ましくは、周波数選択性吸収体は、室の壁に少なくとも部分的に設けられ、それにより、前記壁の内側に面する表面を少なくとも部分的に覆う。好ましくは、周波数選択性吸収体は、内壁面積の少なくとも５％、好ましくは少なくとも１０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも５０％を覆うように設けられる。周波数選択性吸収体は、内壁面の１００％を覆うように配置されてもよいが、好ましくは、内壁面の少なくとも一部は、少なくとも５％又は少なくとも１０％又は少なくとも２５％など、周波数選択性吸収体によって覆われない。

更に、本発明の更に他の実施形態において、周波数選択性吸収体は、ワイヤメッシュなどの導電グリッドによって少なくとも部分的に覆われる吸収本体を備える。導電グリッド（又は有孔導電スクリーン）という用語は、この文脈では、電磁波がグリッドにより反射されることに関して反射性であると見なされる。更に、この用語は、広義に解釈されるべきであり、有孔シート（すなわち、複数の貫通穴又は開口を有する導電性材料（又は電磁反射材料）のシート）及びワイヤメッシュ又は金属グリッドを含むと考えられる。穴又は開口のサイズは、意図される用途にしたがって変えられてもよく、それにより、入射電磁波の周波数に基づいてどの電磁波が反射されてどの電磁波が吸収されるのかを制御することができる。例えば、穴又は開口のサイズが入射電磁信号の波長に比べて小さい場合、電磁波は、大部分が反射され、僅かな量だけが導電グリッドを透過する。その結果、穴／開口が入射電磁信号の波長に比べて大きい場合、その信号は、大部分が導電グリッドを透過し、僅かな量だけが反射される。

したがって、本発明の更に他の実施形態では、導電グリッドが所定の寸法の穴を備え、所定の寸法は、第１の室アンテナから送信される電磁波の波長に基づく。これにより、第１の室アンテナによって送信される電磁信号を効果的に吸収することができる。更に、吸収体を導電グリッド内に収容してそれらを室内（例えば室の壁）に配置することにより、低周波数で完全な反響に近い高いＱの高遅延拡散の環境を、また、高周波数で無響に近い環境をもたらすことができる。更に、壁のどれだけが周波数選択性吸収体により覆われるかの割合を変更することにより、任意の所望の中間性能を得ることができる。

直接的な視線を有するアンテナと直接的な視線を有さないアンテナとを様々な方法で組み合わせることができる。本発明の室は、
−例えばシールドを設けることによってＤＵＴに対する視線を伴わない０、１、２又はそれ以上のアンテナを有することができる。

−ＤＵＴが室内に固定して配置される場合、室は、ＤＵＴに対する視線を伴う０、１、２又はそれ以上のアンテナを有することができる。これにより、ＤＵＴとアンテナとの間の所定の幾何学的関係が与えられる。

−ＤＵＴが室内に移動可能に配置されて例えばターンテーブル上に取り付けられる場合、室は、ＤＵＴに対する視線を伴う０、１、２又はそれ以上のアンテナを有することができる。これにより、ＤＵＴとアンテナとの間の可変又は変化する幾何学的関係が与えられる。

−ＤＵＴが室内に移動可能に配置されて例えばターンテーブル上に取り付けられるとともに、アンテナが同じ移動装置上に配置される場合、室は、ＤＵＴに対する視線を伴う０、１、２又はそれ以上のアンテナを有することができ、それにより、アンテナ及びＤＵＴの両方が移動している場合であっても、ＤＵＴとアンテナとの間の所定の幾何学的関係が与えられる。

更に、本発明の他の態様によれば、被試験デバイスの性能を測定するための方法が提供され、該方法は、
室内に被試験デバイスを配置するステップであって、室が、内部キャビティを内部に画定するとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、マルチパス環境をシミュレートする、ステップと、
キャビティ内に少なくとも１つの第１の室アンテナを配置するとともに、キャビティ内に少なくとも１つの第２の室アンテナを配置するステップであって、前記少なくとも１つの第１の室アンテナが、第１の所定の周波数範囲の電磁波を送信及び／又は受信するように構成され、前記少なくとも１つの第２の室アンテナが、第２の所定の周波数範囲の電磁波を送信及び／又は受信するように構成される、ステップと、
前記室内で送信される前記第１の所定の周波数範囲の電磁波を吸収するステップと、
前記室内で送信される前記第２の所定の周波数範囲の電磁波を反射するステップと、
被試験デバイスと前記少なくとも１つの第１の室アンテナ及び前記少なくとも１つの第２の室アンテナとの間の送信を測定するステップと、
を含む。

本発明のこの態様に関しては、本発明の前述の第１の態様と同様の利点及び好ましい特徴が存在する。

本発明のこれら及び他の特徴並びに利点は、以下に記載される実施形態に関連して以下で更に明らかにされる。

目的を実証するために、以下、添付図面に示される本発明の実施形態に関連して本発明を更に詳しく説明する。

本発明の一実施形態に係る測定装置の概略図を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る概略図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る周波数選択性吸収体の例図を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る被試験デバイスの性能を測定するための方法の概略フローチャート図である。

以下の詳細な説明では、本発明の好ましい実施形態が記載される。しかしながら、他に特に何も示唆されなければ、異なる実施形態の特徴が実施形態間で交換可能であり、異なる実施形態の特徴が異なる方法で組み合わされてもよいことが理解されるべきである。以下の説明では、本発明のより完全な理解を与えるために多くの具体的な詳細が記載されるが、当業者に明らかなように、本発明はこれらの特定の詳細を伴わずに実施されてもよい。他の例では、本発明を分かりにくくしないように、良く知られた構成又は機能が詳細に記載されない。

図１は、アンテナ、モバイル端末又は無線端末、特にマルチパス環境で使用されるようになっているアンテナ及び端末などの被試験デバイス３の性能を測定するための測定装置１の実施形態を示す。測定装置は、破線で示される室２を備える。室２は、内部キャビティ４を画定し／形成し、マルチパス環境をシミュレートするために、電磁反射材料の内側に面する表面を有する一組の壁内で被試験デバイス３を取り囲むように配置される。壁には、例えば、それらの内面に金属箔又は金属板を設けることができる。

室２は、任意のサイズ及び形状を有することができる。しかしながら、好ましくは、室２は、長方形又は立方体の形状を成し、持ち運びできるように寸法付けられる。例えば、室２は、０．５ｍ^３〜２０ｍ^３の空間を伴う内部キャビティ４を画定する／形成するように配置され得る。実現が容易な他の形状は、平坦な床及び天井を伴うとともに円、楕円、又は、多角形を形成する水平断面を伴う垂直壁である。

更に、キャビティ４内に配置される少なくとも１つの第１の室アンテナ５が設けられる。第１の室アンテナ５は、ホーンアンテナ、電気モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、マイクロストリップアンテナ、及び、電気モノポールアンテナなどを含むことができる。第１の室アンテナは測定機器１０に接続される。第１の室アンテナ５は、第１の周波数範囲内、好ましくは６ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数を有する電磁波を受信及び送信するように更に構成される。

第１の室アンテナ５は、好ましくは、伝搬チャネルの視線成分を被試験デバイス３に導入するために、被試験デバイス３に対して自由な又は直接的な視線を伴って配置される。

更に、測定装置１は、キャビティ４内に少なくとも１つの第２の室アンテナ６を備える。第２の室アンテナ６は、第２の所定の周波数範囲内、好ましくは４５０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの周波数を有する電磁波を送信及び受信するように構成される。第１の室アンテナ５と同様に、第２の室アンテナ６は測定機器１０に接続される。更に、第２の室アンテナ６は、好ましくは、キャビティの屋根までの距離がキャビティの床までの距離よりも長くなるような高さでキャビティ内に配置される。更に、第２の室アンテナは、ここでは、室２の側壁、床、及び、天井から距離を隔てて配置され、好ましくは、この距離は、室２の各壁、床、及び、天井から試験のために使用される１／２波長を超える。

図２は、被試験デバイス３の性能を測定して最終的に特性化できるように室アンテナ５、６と被試験デバイス３との間の送信を測定するために被試験デバイス３に接続される測定機器１０と室アンテナ５、６とを含む測定装置１の斜視図を示す。測定機器１０は、ネットワークアナライザ又はスペクトルアナライザであってもよい。測定装置１は、測定機器１０に接続されるコンピュータデバイス１５（ここではラップトップ又はＰＣの形態を成す）によって図２に示されるように、解析手段を更に含んでもよい。

更に、図１において、測定装置１は、この実施形態では側壁の内面に配置される少なくとも１つの周波数選択性吸収体７を備える。周波数選択性吸収体は、第１の所定の周波数範囲内、すなわち、第１の室アンテナ５が動作する範囲内の周波数を有する電磁波を吸収して、第２の所定の周波数範囲内、すなわち、第２の室アンテナ６が作動する範囲内の周波数を有する電磁波を反射するようになっている。したがって、室２内のフェージング環境は、それが異なる周波数に関して異なる特性を有するように調整される。これは、例えば、異なる周波数帯域で同時に動作するとともにフェージング環境が各周波数帯域に合わせて調整されるデバイスの試験を可能にする。

測定装置１は、好ましくは、被試験デバイス３と第２の室アンテナ６との間に配置されるシールド構造体１３を、被試験デバイス３と第２の室アンテナ６との間の視線がシールドによって遮られるように更に備える。これが図１に示される。シールドは、室の２つの対向する側壁間に、前記対向する側壁間の距離の３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％の範囲内の幅延在部を有するとともに、室の天井と床との間に、床と天井との間の距離の３０〜７０％、好ましくは４０〜６０％の範囲内の高さ延在部を有してもよい。

シールドは、好ましくは、幅方向に非直線延在部を有し、また、好ましくは、湾曲又は傾斜延在部を有し、それにより、シールド構造体は、第２の室アンテナ６を部分的に取り囲む。図１に示される実施形態では、シールド構造体が傾斜延在部を有する。

シールド構造体は好ましくはキャビティ内で移動できる。

これにより、シールド構造体は床の上に自由に立っていてもよい。しかしながら、代わりに、シールド構造体を所望の位置に固定するためにロック手段などが設けられてもよい。更に、シールド構造体には、それが第２の室アンテナ６から送信される入射電磁波の大部分を反射するように導電面が設けられる。或いは、シールド構造体は、例えば金属などの導電性材料から形成されてもよい。

室２によって形成されるキャビティ４内に少なくとも１つの可動物体を設けることができる。室２内のモード分布を得るために使用されるそのような可動物体は、それ自体当技術分野において知られており、同一出願人による国際公開第２０１２／１７１５６２号パンフレットに記載され、その文献は参照により本願に組み入れられ、また、可動物体は様々な形態を成してよい。例えば、可動物体は、図１に示されるように、回転軸の周りで回転可能な物体８を備えてもよい。他の可能性は、プレートなどの長尺物体８を使用することであり、長尺物体は、例えば、サーボモータ又はステップモータなどの駆動手段によって回転されるネジと、長尺の細い物体８が締結されるこのネジ上のナット（図示せず）とによって移動できる。しかしながら、長尺物体を移動するために他の手段を使用することもできる。長くて細い物体は金属シートの形状を成すが、該物体は多くの他の形状を有することもでき、例えばこの物体に不規則な形状を与えることが有利である。長尺物体の移動は、測定間で又は測定中に断続的に行われ得る、或いは更には、測定中に連続的に実行され得る。可動物体は、これに加えて又は代えて、被試験デバイス３が配置されるターンテーブルなどの回転可能なプラットフォーム９を備えてもよい。少なくとも２つの移動オブジェクト８を使用する場合、それらは同時に又は連続して移動され得る。したがって、１つの実施形態では、被試験デバイスが例えばターンテーブル上に移動可能に配置され、一方、他の実施形態では、被試験デバイスが室内に固定されている。

可動物体は、機能的にフィールド撹拌機又はモード撹拌機と称される場合があり、回転、並進、旋回などによって連続的に室の長さ及び／又は幅全体にわたって移動されるように動作可能であることが好ましい。このようにして、室の内部構造内の連続的な変動がもたらされる。変動は、フィールド撹拌機が走査するにつれて室内で電磁波の複数の変化する反射を引き起こす。これらの変化する反射波は、互いに異なって干渉し、様々な励起を伴うモードを形成する。これにより、独立したサンプルの数が増加し、これは、そのようなデバイスが使用されるようになっている実際の環境のマルチパスを模倣するため、試験の目的にとって望ましい。このようなフィールド撹拌は、多数の励起モードの効果を生み出すことができ、したがって、豊かなマルチパス環境をシミュレートできる。

また、キャビティは、例えばテーブル表面をシミュレートする図１に示されるような、例えばヘッドファントム（図示せず）、誘電体シリンダ（図示せず）、木製の箱などの形態を成すニアイン構造を含んでもよい。

更に、図１に示されるように、ビデオカメラ１３がキャビティ内に配置されてもよい。ビデオカメラ１３は、試験中に室の内部から室の外部へとビデオ情報を転送することができる。ビデオ情報が好ましくは測定機器１０に転送され、また、ビデオ情報が測定データに関連付けられてもよい。

ビデオ情報は好ましくはメモリに記録又は保存され、これにより、リアルタイムでだけでなく、測定データを解析するときにその後にも、ビデオ情報を監視することができる。

更に、好ましくは、ビデオカメラから受信されるビデオ情報を再生することができるディスプレイがキャビティの外側に配置されて設けられる。例えば、ディスプレイは、室の外壁に及び／又はスタンドアロン測定機器１０又はＰＣなどの解析機器１５に取り付けられてもよい。

測定室及びその動作方法に関するより一般的な詳細及び例は、米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書から入手可能であり、これにより、前記特許のいずれも参照によりそれらの全体が本明細書中に組み入れられる。

図３ａには、本発明の一実施形態に係る周波数選択性吸収体７の概略図が示される。周波数選択性吸収体は、ここでは金属グリッド又はワイヤメッシュ（「チキンワイヤ」としても知られる）の形態を成す導電グリッド１２によって少なくとも部分的に覆われる吸収本体１１を備える。反射という用語は、導電グリッド１２に向かって伝搬する電磁波を反射できると理解されるべきである。したがって、導電グリッド１２は、導電性材料から形成され、好ましくは、例えば銅やアルミニウムなどの金属から形成される。吸収本体１１は、意図される用途に応じて、導電グリッド１２によって部分的に又は完全に取り囲まれてもよい。

穴又は開口のサイズが電磁波の波長に比べて小さい場合、導電グリッド１２に入射する電磁波（無線信号など）は、大部分が反射され、僅かな量がスクリーンを透過する。逆に、穴又は開口が電磁波の波長に比べて大きい場合、信号は、大部分が透過されて、僅かな量が反射される。吸収本体は、例えば、炭素が充填された発泡吸収体（例えば、導電性カーボンブラック粒子又は結晶性グラファイト粒子が充填されたウレタンフォーム）又は任意の他の適した放射線吸収材料（ＲＡＭ）であってもよい。

図３ｂは、本発明の他の実施形態に係る周波数選択性吸収体７の概略図である。ここで、吸収本体１１は、正方形ワイヤメッシュの形態を成す導電グリッド１２によって覆われる。

図３ｃは、本発明の更に他の実施形態に係る周波数選択性吸収体７の概略図である。ここで、吸収本体１１は、長方形ワイヤメッシュの形態を成す導電グリッドによって覆われる。非対称なワイヤメッシュ、すなわち、他の方向と比べて一方向で長い延在部を有する開口又は穴を有することにより、偏向及び周波数に基づいて入射電磁波の反射を制御することができる。言い換えると、導電グリッド１２には長方形の穴が設けられ、これにより、周波数選択性吸収体は、入射電磁波の偏向に基づいて入射電磁波を減衰させる。

更に、図３ｄは、本発明の更に他の実施形態に係る周波数選択性吸収体７の他の概略図である。吸収本体１１は、ここでは円形ワイヤメッシュの形態を成す導電グリッド１２で少なくとも部分的に覆われる。開口は、入射電磁波の偏向に依存しない同様の透過特性及び反射特性を与えるために対称な円であってもよい。しかしながら、本発明の幾つかの実施形態では、開口が楕円であり、それにより、異なる偏向の異なる特性を得ることができる。

図３ｅは、円形穴のグリッドを有する有孔導電シートの形態を成す導電グリッド１２によって少なくとも部分的に覆われる吸収本体１１を有する周波数選択性吸収体７の本発明の他の実施形態を示す。前述の議論と同様に、入射電磁波の偏向に基づいて異なる透過−反射特性を得るために、穴又は開口が楕円形であってもよい。

図３ｆは、周波数選択性吸収体７の本発明の更なる他の実施形態を示す。この実施形態において、グリッド１２は、図２ｅに示される周波数選択性吸収体と比較して反転される。すなわち、図２ｅのグリッドの穴である領域は、図２ｆのここでは固体導電体（例えば金属「島」のグリッド）であり、「島」の間の領域が開放している。これにより、低周波の入射電磁波が高周波の電磁波よりも多くの損失／吸収を受けるように図２ａ〜ｅに示される実施形態と比べて損失挙動を反転させることができる。

図４には、本発明の一実施形態に係る被試験デバイスの性能を測定するための方法の概略フローチャート図が示される。この方法は、内部キャビティを内部に画定する室内に被試験デバイスを配置するステップ４０１を含む。室は、マルチパス環境をシミュレートするために電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を更に含む。例えば、そのような室は、しばしば残響室と称され、図１〜図２に示される。更に、方法は、室のキャビティ内に少なくとも１つの第１のアンテナ（ｉ）を配置するとともに同じキャビティ内に少なくとも１つの第２のアンテナ（ｉｉ）を配置するステップ４０２を含む。第１のアンテナは、第１の所定の周波数範囲（周波数帯域）の電磁波を送信／受信するように構成される。第１の所定の周波数範囲／帯域は、４５０ＭＨｚから６０００ＭＨｚまでの範囲内であることが好ましい。このとき、第２のアンテナは、第２の所定の周波数範囲（周波数帯域）の電磁波を送信／受信するように構成される。第２の所定の周波数帯域は、６ＧＨｚから２００ＧＨｚまでの範囲内であることが好ましい。

更に、方法は、室内で送信される、すなわち、キャビティ内で送信される第１の所定の周波数範囲の電磁波を吸収するステップ４０３を含む。

言い換えると、第１の室アンテナによって送信される電磁波又は無線信号は、好ましくは前述のように室のキャビティ内に配置される周波数選択性吸収体によって少なくともある程度まで吸収される。更に、方法は、室内で送信される、すなわち、キャビティ内で送信される第２の所定の周波数範囲の電磁波を反射するステップ４０４を含む。第２の室アンテナによって送信される電磁波又は無線信号が好ましくはキャビティ内に配置される周波数選択性吸収体によって反射されることを意味する。次に、方法は、被試験デバイス（例えば、携帯電話）と第１の室アンテナ及び第２の室アンテナとの間の送信を測定するステップ４０５も含む。好ましくは、第１及び第２の室アンテナは、測定ステップ４０５が減衰及び非減衰周波数範囲／帯域の両方で実行されるように同時に動作される。

以上、特定の実施形態に関連して本発明を説明してきた。しかしながら、測定装置の幾つかの変形が実行可能である。例えば、前述の様々な特徴が様々な態様で組み合わされてもよい。そのような及び他の明白な変更は、本発明が添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の範囲内にあると見なされなければならない。前述の実施形態が本発明の例示であって本発明を限定するものではなく、また、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの別の実施形態を設計できることに留意すべきである。特許請求の範囲において、括弧内にある任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、特許請求の範囲に挙げられる要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に先行する単語「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」は、複数のそのような要素の存在を排除しない。

更に、単一のユニットが特許請求の範囲に挙げられた幾つかの手段の機能を果たしてもよい。

Claims

被試験デバイスの性能を測定するための測定装置であって、
前記被試験デバイスを取り囲むようになっている内部キャビティを内部に画定し、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、マルチパス環境をシミュレートする、室と、
前記キャビティに配置され、第１の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を送受信するように構成される少なくとも１つの第１の室アンテナと、
前記キャビティに配置され、第２の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を送受信するように構成される少なくとも１つの第２の室アンテナと、
前記被試験デバイスと前記室アンテナとの間の送信を測定するために、前記被試験デバイスと前記第１の室アンテナ及び前記第２の室アンテナとに接続される測定機器と、
を備え、
前記測定装置は、前記キャビティ内に配置される少なくとも１つの周波数選択性吸収体を更に備え、前記周波数吸収体は、前記第１の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を吸収するとともに、前記第２の所定の周波数範囲内の周波数を有する電磁波を反射するようになっている、測定装置。
前記少なくとも１つの第１の室アンテナ及び前記少なくとも１つの第２の室アンテナが同時に動作されるようになっている請求項１に記載の測定装置。
前記第１の所定の周波数範囲が前記第２の所定の周波数範囲よりも高い周波数帯域にある請求項１又は２に記載の測定装置。
前記第１及び第２の所定の周波数範囲は、異なっており、互いに対して重なり合わない請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
前記第１の所定の周波数範囲は、１ＧＨｚを上回り、好ましくは５ＧＨｚを上回り、最も好ましくは１０ＧＨｚを上回る請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
前記第１の所定の周波数範囲は、５ＧＨｚ〜２００ＧＨｚの範囲内、好ましくは６ＧＨｚ〜１５０ＧＨｚの範囲内、最も好ましくは６ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの範囲内である請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置。
前記第２の所定の周波数範囲は、１０ＧＨｚ未満、好ましくは５ＧＨｚ未満、最も好ましくは１ＧＨｚ未満である請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
前記第２の所定の周波数範囲は、１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内、好ましくは４００ＭＨｚ〜８．５ＧＨｚの範囲内、最も好ましくは４５０ＭＨｚ〜６ＧＨｚの範囲内である請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置。
前記少なくとも１つの第１の室アンテナ及び前記少なくとも１つの第２の室アンテナが前記キャビティ内の空間的に離れた位置に配置される請求項１から８のいずれか一項に記載の測定装置。
前記少なくとも１つの第１の室アンテナが、前記被試験デバイスに対して自由視線を伴って配置される請求項１から９のいずれか一項に記載の測定装置。
前記被試験デバイスと前記少なくとも１つの第２の室アンテナとの間の視線が遮られるように前記被試験デバイスと前記少なくとも１つの第２の室アンテナとの間に配置されるシールド構造体を更に備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の測定装置。
前記周波数選択性吸収体は、メッシュなどの導電グリッドによってその表面が少なくとも部分的に覆われる吸収本体を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載の測定装置。
前記導電グリッドが所定の寸法の穴を備え、前記所定の寸法が前記第１の室アンテナから送信される電磁波の波長に基づく、請求項１２に記載の測定装置。
前記周波数選択性吸収体は、前記室の壁に少なくとも部分的に設けられ、それにより、前記壁の内側に面する表面を少なくとも部分的に覆う、請求項１から１３のいずれか一項に記載の測定装置。
被試験デバイスの性能を測定するための方法において、
室内に被試験デバイスを配置するステップであって、前記室は、内部キャビティを内部に画定するとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、マルチパス環境をシミュレートする、ステップと、
前記キャビティ内に少なくとも１つの第１の室アンテナを配置するとともに、前記キャビティ内に少なくとも１つの第２の室アンテナを配置するステップであって、前記少なくとも１つの第１の室アンテナは、第１の所定の周波数範囲の電磁波を送信及び／又は受信するように構成され、前記少なくとも１つの第２の室アンテナは、第２の所定の周波数範囲の電磁波を送信及び／又は受信するように構成される、ステップと、
前記室内で送信される前記第１の所定の周波数範囲の電磁波を吸収するステップと、
前記室内で送信される前記第２の所定の周波数範囲の電磁波を反射するステップと、
前記被試験デバイスと前記少なくとも１つの第１の室アンテナ及び前記少なくとも１つの第２の室アンテナとの間の送信を測定するステップと、
を含む方法。