JP2021028634A - 無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線端末のアンテナと円偏波アンテナとの間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、無線端末に対する測定を精度良く行うことができる無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法を提供する。【解決手段】一面にアンテナ１１０が設けられＤＵＴ１００に対して測定を行う無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置において、誘電体基板と、ＤＵＴ１００の一面に対向する誘電体基板の第１の面に形成された円偏波型のアンテナ素子とを有する、アンテナ１１０と空間的に結合される円偏波アンテナ２０と、アンテナ１１０が設けられたＤＵＴ１００の一面と、誘電体基板とが平行でない位置関係にあるように、円偏波アンテナ２０及びＤＵＴ１００を保持する保持具とを備え、円偏波アンテナ２０とアンテナ１１０の距離は１ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内にある。【選択図】図９

Description

本発明は、円偏波アンテナを用いた無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法に関する。

近年、マルチメディアの進展に伴い、セルラ、無線ＬＡＮ等の無線通信用のアンテナが実装された無線端末（スマートフォン等）が盛んに生産されるようになっている。今後は、特に、ミリ波帯の広帯域な信号を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａｄや５Ｇセルラ等に対応した無線信号を送受信する無線端末が求められている。

無線端末の製造工場においては、無線端末が備えている無線通信アンテナに対して、通信規格ごとに定められた送信電波の出力レベルや受信感度を測定し、所定の基準を満たすか否かを判定する性能試験が行われる。

従来は、上記の性能試験を行う際には、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）としての無線端末を１台１台電磁波シールドボックス内に入れて、ＤＵＴの制御端子やアンテナ端子を同軸ケーブルにより測定器に接続するという作業が行われていた。１日に何万台ものＤＵＴの検査が要求されうる現状においては、１台１台にかけられる検査時間は非常に限られており、短時間での効率的な測定が必要となっている。

しかしながら、測定器による測定時間を短縮することは、測定器に内蔵されるＣＰＵの高速化や並列化により可能であるが、ＤＵＴと測定器との同軸ケーブルによる接続時間については、同軸ケーブルがユーザによって物理的に接続されるものであるため、大幅に時間短縮することは難しい。

また、ＤＵＴのアンテナがＫ及びＫａバンド帯（１８ＧＨｚ〜４０ＧＨｚ）の無線信号を放射するものである場合には、ＤＵＴのアンテナ端子と測定器とを同軸ケーブルで接続する構成では、アンテナからの信号が同軸ケーブルで伝送される際の損失が大きく、精度の良い測定が行えないという問題があった。

そこで、ＤＵＴとの無線信号の送受によりＤＵＴの性能試験を実行し、ＤＵＴと測定器との同軸ケーブル接続を不要とする測定器が提案されている。このような測定器は、ＤＵＴのアンテナと無線信号の送受を行うためのアンテナとして、例えば円偏波アンテナを備えている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開２００６／０５１９４７号

Ｔｅｓｈｉｒｏｇｉ，ｅｔ ａｌ．"Ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎａ ｗｉｔｈ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｏｆ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，"Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＩＳＡＰ′８５，０２４−３，ｐｐ．１１７−１２０，１９８５

特許文献１に開示されたような円偏波アンテナを用いてＤＵＴのアンテナと無線信号の送受を行う構成においては、円偏波アンテナの放射面と、ＤＵＴのアンテナの放射面とが平行に配置される。しかしながら、平行に配置された２つのアンテナ間で逆位相の信号成分同士が打ち消し合うような多重反射が発生すると、２つのアンテナによる伝送特性Ｓ_２１の使用周波数付近に、理想的な平坦な特性と比較して数ｄＢ程度の凹み（振幅誤差）が現れる場合がある。

近年、スマートフォンなどの無線端末では、消費電力を抑えてバッテリの持ち時間を長くするために、内部の増幅器を非線形領域で高効率に動作させる制御が行われるようになってきている。このような増幅器の非線形性により入力信号に歪を与えるＤＵＴに対して、円偏波アンテナとＤＵＴのアンテナとの伝送特性Ｓ_２１に振幅誤差がある状態で性能試験を行った場合、変調精度（ＥＶＭ）や隣接チャネル漏洩電力などの各種の測定項目の測定精度が著しく悪化してしまう。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、無線端末のアンテナと円偏波アンテナとの間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、無線端末に対する測定を精度良く行うことができる無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る円偏波アンテナ装置は、一面にアンテナが設けられた被試験対象に対して測定を行う無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置において、誘電体基板と、前記被試験対象の一面に対向する前記誘電体基板の第１の面に形成された円偏波型のアンテナ素子とを有する、前記アンテナと空間的に結合される円偏波アンテナと、前記アンテナが設けられた前記被試験対象の一面と、前記誘電体基板とが平行でない位置関係にあるように、前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象を保持する保持具と、を備え、前記アンテナは、前記円偏波アンテナに対して、前記アンテナと前記円偏波アンテナとの間の多重反射を抑圧するような近接した位置に配置され、前記円偏波アンテナと前記アンテナとの距離は、１ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内にある構成である。

この構成により、本発明に係る円偏波アンテナ装置は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間における被測定信号の多重反射を低減することができる。また、本発明に係る円偏波アンテナ装置においては、円偏波アンテナは、表面波の発生を抑制でき、アンテナの放射特性を所望の特性にすることができる。

また、本発明に係る円偏波アンテナ装置においては、前記円偏波アンテナは、前記誘電体基板の第１の面の反対面である第２の面側に重合される地板導体と、それぞれの一端側が前記地板導体に接続され、前記誘電体基板をその厚さ方向に沿って貫通し、かつそれぞれの他端側が前記誘電体基板の反対面まで延びて、前記アンテナ素子を囲むように所定間隔で設けられることにより、キャビティを構成する複数の金属ポストと、前記誘電体基板の第１の面側に、前記複数の金属ポストの各他端側をその並び方向に沿って短絡し、かつ前記アンテナ素子方向に所定幅を有するリムが設けられている枠状導体と、を具備し、前記キャビティ及び前記枠状導体とで共振器を構成し、前記共振器と前記アンテナ素子との構造パラメータを調整して、前記共振器の共振周波数を所望の値に設定し、前記構造パラメータは、前記キャビティの内寸Ｌｗ、前記枠状導体の前記リム幅Ｌ_Ｒ、前記アンテナ素子の巻数、前記アンテナ素子の基本長ａ０、前記アンテナ素子の素子幅Ｗの少なくとも一つを含み、かつ、前記枠状導体の前記リム幅Ｌ_Ｒは、前記誘電体基板の表面に沿って伝播する表面波の波長の略１／４の幅であってもよい。

また、本発明に係る円偏波アンテナ装置においては、前記アンテナの放射面の法線と、前記アンテナが設置された前記被試験対象の一面の法線が平行であり、前記アンテナの放射方向は前記アンテナの放射面の法線方向である構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る円偏波アンテナ装置は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間における試験信号の多重反射を低減することができる。

また、本発明に係る円偏波アンテナ装置においては、前記円偏波アンテナの前記誘電体基板の第１の面の法線と、前記円偏波アンテナの放射面の法線が平行であり、前記円偏波アンテナの放射方向は前記円偏波アンテナの放射面の法線方向である構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る円偏波アンテナ装置は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間における被測定信号及び試験信号の多重反射を低減することができる。

また、本発明に係る円偏波アンテナ装置においては、前記アンテナ素子が、所定の偏波の回転方向を有すると共に、スパイラルの中心側端部を有する方形スパイラル型又は円形スパイラル型に形成され、前記方形スパイラル型又は円形スパイラル型に形成された前記アンテナ素子の前記スパイラルの中心側端部に一端側が接続されて前記誘電体基板及び前記地板導体を貫通して設けられる給電ピンを更に具備する構成であってもよい。

また、本発明に係る無線端末測定装置は、上記のいずれかに記載の円偏波アンテナ装置と、前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信部と、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信部と、前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理部と、を備えた構成である。

この構成により、本発明に係る無線端末測定装置は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間における被測定信号の多重反射を低減することができる。すなわち、本発明に係る無線端末測定装置は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、被試験対象に対する測定を精度良く行うことができる。

また、本発明に係る無線端末測定装置は、一面にアンテナが設けられた被試験対象に対して測定を行う無線端末測定装置において、誘電体基板と、前記被試験対象の一面に対向する前記誘電体基板の第１の面に形成された円偏波型のアンテナ素子とを有する、前記アンテナと空間的に結合される円偏波アンテナと、前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信部と、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信部と、前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理部と、前記被試験対象を搬送路内で搬送する搬送部と、前記被試験対象が搬送されるための入口及び出口を有する、前記円偏波アンテナを内部に収容する測定ボックスと、前記被試験対象の全体が前記測定ボックス内の所定領域に搬送されているか否かを判断する判断部と、を備え、前記信号送信部は、前記判断部によって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記搬送部が搬送する前記被試験対象及び前記円偏波アンテナに前記試験信号を出力し、前記信号受信部は、前記判断部によって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される前記被測定信号を前記円偏波アンテナで受信し、前記アンテナが設けられた前記被試験対象の一面と、前記誘電体基板とが平行でない位置関係にあるように、前記円偏波アンテナが配置され、前記アンテナは、前記円偏波アンテナに対して、前記アンテナと前記円偏波アンテナとの間の多重反射を抑圧するような近接した位置に配置され、前記円偏波アンテナと前記アンテナとの距離は、１ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内にある構成である。

この構成により、本発明に係る無線端末測定装置は、被試験対象の全体が測定ボックス内の所定領域に搬送されていることを自動的に判断して被試験対象に対する性能試験を開始するため、多様な無線端末に対して性能試験を実行し、その試験時間を大幅に短縮することができる。

また、本発明に係る無線端末測定装置は、前記搬送路の上方に設けられ、前記アンテナ又は前記円偏波アンテナで発生する電磁波が前記入口及び前記出口から漏洩するのを防止する電磁波吸収部を更に備え、前記測定ボックスが電磁波シールド機能を有する構成であってもよい。

また、本発明に係る無線端末測定方法は、上記の無線端末測定装置を用いる無線端末測定方法であって、前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信ステップと、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力された被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信ステップと、前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理ステップと、を含む。

この構成により、本発明に係る無線端末測定方法は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間における被測定信号の多重反射を低減することができる。すなわち、本発明に係る無線端末測定方法は、被試験対象のアンテナと円偏波アンテナとの間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、被試験対象に対する測定を精度良く行うことができる。

また、本発明に係る無線端末測定方法は、上記の無線端末測定装置を用いる無線端末測定方法であって、前記被試験対象を前記搬送路内で搬送する搬送ステップと、前記被試験対象の全体が前記測定ボックス内の所定領域に搬送されているか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップによって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記搬送部が搬送する前記被試験対象及び前記円偏波アンテナに試験信号を出力する信号送信ステップと、前記判断ステップによって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信ステップと、前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理ステップと、を含む。

この構成により、本発明に係る無線端末測定方法は、被試験対象の全体が測定ボックス内の所定領域に搬送されていることを自動的に判断して被試験対象に対する性能試験を開始するため、多様な無線端末に対して性能試験を実行し、その試験時間を大幅に短縮することができる。

本発明は、無線端末のアンテナと円偏波アンテナとの間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、無線端末に対する測定を精度良く行うことができる無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法を提供するものである。

本発明の第１の実施形態に係る無線端末測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線端末測定装置が備える端末保持具にＤＵＴが保持される様子を示す斜視図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線端末測定装置が備える円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＬＨＣＰの構成を示す正面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＲＨＣＰの構成の正面図である。 本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの構成を示す背面図である。 （ａ）は図５（ａ）の４Ａ−４Ａ拡大断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）の変形例における４Ｂ−４Ｂ線拡大断面図である。 図５（ａ）の５−５線拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナとＤＵＴのアンテナとの位置関係の一例を示す模式図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの要部の構成を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの要部の変形例の構成を示す拡大正面図である。 本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの要部の他の変形例の構成を示す拡大正面図である。 本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの要部の構成を除いたときの特性図である。 本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナの要部の構成を用いたときの特性図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_１１とＳ_２１を測定するための構成を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_１１とＳ_２１を測定するための他の構成を示す模式図である。 図１４（ａ）の構成で測定された本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_１１を示すグラフである。 図１４（ａ）の構成で測定された本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_２１を示すグラフである。 図１４（ｂ）の構成で測定された本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_１１を示すグラフである。 図１４（ｂ）の構成で測定された本発明の第１の実施形態における円偏波アンテナのＳ_２１を示すグラフである。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における２つの円偏波アンテナ間の距離を１ｃｍ、傾斜角度を０°とした場合のＳ_２１を示すグラフであり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における２つの円偏波アンテナ間の距離を１ｃｍ、傾斜角度を５°とした場合のＳ_２１を示すグラフである。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における２つの円偏波アンテナ間の距離を１．５ｃｍ、傾斜角度を０°とした場合のＳ_２１を示すグラフであり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における２つの円偏波アンテナ間の距離を１．５ｃｍ、傾斜角度を５°とした場合のＳ_２１を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る無線端末測定装置による無線端末測定方法の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線端末測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線端末測定装置が備えるベルトコンベア及び電磁波シールドボックスの搬送方向に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態における電磁波シールドボックスの電磁波吸収部の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態における電磁波シールドボックスの電磁波吸収部の他の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態における電磁波シールドボックスの電磁波吸収部として金属板を用いる場合の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態における電磁波シールドボックスの電磁波吸収部として金属板を用いる場合の他の構成例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線端末測定装置による無線端末測定方法の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線端末測定装置による無線端末測定方法を説明するための断面図である。

以下、本発明に係る無線端末測定装置、無線端末測定装置に接続される円偏波アンテナ装置、及び無線端末測定方法の実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る無線端末測定装置１は、１以上のアンテナ１１０を有するＤＵＴ１００に試験信号を入力し、ＤＵＴ１００から出力される被測定信号に対して送受信特性などの測定を行うものである。例えば、無線端末測定装置１は、円偏波アンテナ２０と、端末保持具５０と、測定部５１と、表示部５２と、操作部５３と、を備えている。ここで、円偏波アンテナ２０及び端末保持具５０は、無線端末測定装置１に接続される円偏波アンテナ装置を構成する。

ＤＵＴ１００は、例えばスマートフォンなどの無線端末である。ＤＵＴ１００の通信規格としては、セルラ（ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ等）、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ａ／ｎ／ａｃ／ａｄ等）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＮＳＳ（ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ等）、ＦＭ、及びディジタル放送（ＤＶＢ−Ｈ、ＩＳＤＢ−Ｔ等）が挙げられる。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、端末保持具５０は、例えば外形が方形状の誘電体材料からなり、ＤＵＴ１００の挿入・取り出しが可能なスロット部５４と、１以上の円偏波アンテナ２０と、を内部に備えている。さらに、端末保持具５０は、スロット部５４の開口を開閉するための扉５５を有していてもよい。図２（ｃ）に示すように、ＤＵＴ１００が端末保持具５０内に収容されて保持されることにより、ＤＵＴ１００の一面に設けられたアンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との位置関係が固定されるようになっている。

図３（ａ），（ｂ）は、それぞれ図２（ｃ）のＡ−Ａ線断面図とＢ−Ｂ線断面図である。これらの図に示すように、端末保持具５０は、円偏波アンテナ２０をＤＵＴ１００のアンテナ１１０の放射面に対して所定角度傾けて保持するための保持部５６を有している。なお、端末保持具５０の内壁面５０ａには、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０又は円偏波アンテナ２０で発生する電磁波が端末保持具５０の外に漏洩するのを防止するための電波吸収体が貼り付けられていることが望ましい。

あるいは、端末保持具５０は、１以上の円偏波アンテナ２０が取り付けられた留め具のような構成であってもよい。この場合には、端末保持具５０でＤＵＴ１００を挟むことにより、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との位置関係が固定される。

図１に示すように、測定部５１は、信号送信部６１と、信号受信部６２と、解析処理部６３と、切替部６４と、記憶部６５と、試験制御部６６とを備えており、ＤＵＴ１００に対して送信電波の出力レベルや受信感度などに関する測定を行うようになっている。

信号送信部６１は、円偏波アンテナ２０に試験信号を出力することにより、端末保持具５０により保持されたＤＵＴ１００に、円偏波アンテナ２０及びＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して試験信号を出力するようになっている。

信号受信部６２は、試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力される被測定信号を、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して円偏波アンテナ２０で受信するようになっている。

解析処理部６３は、信号受信部６２により受信された被測定信号に対して、ＤＵＴ１００の通信規格に対応した解析処理を行うようになっている。解析処理部６３が行う解析処理の具体例としては、変調精度（ＥＶＭ）、送信パワーレベル、送信スペクトラムマスク、エラーベクトル振幅、最小入力感度、最大入力レベル、隣接チャネル漏洩電力、スプリアス放射の測定などが挙げられる。

なお、上記の試験信号は、本実施形態の無線端末測定装置１に対してＤＵＴ１００を呼接続状態とするなどの、ＤＵＴ１００の通信規格に対応した各種制御を行うための制御信号を含むものとする。また、上記の被測定信号は、本実施形態の無線端末測定装置１から出力された試験信号に対するＤＵＴ１００からの応答信号や、当該試験信号とは無関係にＤＵＴ１００から出力される送信信号である。

切替部６４は、信号送信部６１から出力される試験信号の出力周波数を通過させる広帯域の方向性結合器であり、例えばウィルキンソン型の分配器で構成される。切替部６４は、円偏波アンテナ２０と同軸ケーブルで接続されており、信号送信部６１から出力された試験信号を円偏波アンテナ２０に入力するとともに、円偏波アンテナ２０で受信されたＤＵＴ１００からの被測定信号を信号受信部６２に入力することが可能となっている。

試験制御部６６は、例えばＣＰＵ、記憶部６５を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、測定部５１を構成する上記各部の動作を制御する。

なお、信号送信部６１、信号受信部６２、及び解析処理部６３は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、あらかじめ記憶部６５に記憶された所定のプログラムが試験制御部６６により実行されることによりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、信号送信部６１、信号受信部６２、及び解析処理部６３は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。なお、試験制御部６６は、新たなプログラム、あるいはバージョンを変更したプログラムを外部から受けて、記憶部６５への追加又は更新を行うこともできる。

表示部５２は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、試験制御部６６からの制御信号に基づいて、測定結果の表示や、測定条件などを設定するためのソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。

操作部５３は、ユーザによる操作入力を行うためのものであり、例えば表示部５２の表示画面の表面に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作部５３は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。また、操作部５３は、リモートコマンドなどによる遠隔制御を行う外部制御装置で構成されてもよい。操作部５３による入力操作は、試験制御部６６により検知されるようになっている。ユーザは、操作部５３を用いて、複数の通信規格の中からＤＵＴ１００が対応している通信規格を選択できるようになっている。

以下、円偏波アンテナ２０の構成について説明する。図４から図８は、円偏波アンテナ２０の基本構造を示している。

すなわち、図４は、円偏波アンテナ２０の構成を説明するために示す斜視図である。また、図５（ａ），（ｂ）は、円偏波アンテナ２０の構成を説明するために示す正面図である。また、図６は、円偏波アンテナ２０の構成を説明するために示す背面図である。また、図７（ａ）は、図５（ａ）の４Ａ−４Ａ線拡大断面図である。また、図７（ｂ）は、図５（ａ）の変形例における４Ｂ−４Ｂ線拡大断面図である。また、図８は、図５（ａ）の５−５線拡大断面図である。

本実施形態における円偏波アンテナ２０は、基本的には、図４から図８に示すように、誘電体基板２１と、誘電体基板２１の一面２１ａ側に重合される地板導体２２と、誘電体基板２１の反対面２１ｂに形成された円偏波型のアンテナ素子２３と、を有している。なお、誘電体基板２１の反対面２１ｂを誘電体基板の第１の面、誘電体基板の一面２１ａを誘電体基板の第２の面と称してもよい。

さらに、地板導体２２を挟んだ誘電体基板２１の反対側には、アンテナ素子２３に励振信号を給電するための給電部２６が形成されている。給電部２６は、給電用誘電体基板２７と、給電用誘電体基板２７の地板導体２２と反対側の表面に形成され、地板導体２２をアースとするマイクロストリップ線路の給電ライン２８と、を有する。

上記の誘電体基板２１及び給電用誘電体基板２７としては、準ミリ波帯で低損失のＲＯ４００３（Ｒｏｇｅｒｓ社）などの材料を用いることができる。

この誘電体基板２１及び給電用誘電体基板２７の材質としては、低損失で誘電率が２〜５程度の材料であれば使用可能であり、例えば、ガラスクロステフロン基板や各種熱硬化樹脂基板が候補となる。例えば、図７（ａ）に示す構成では、誘電体基板２１及び給電用誘電体基板２７の誘電率をいずれも３．６２とし、誘電体基板２１の高さｈ_１を１．１ｍｍ、給電用誘電体基板２７の高さｈ_２を０．３ｍｍなどとすることができる。

アンテナ素子２３は、誘電体基板２１の反対面２１ｂ側に、例えば、パターン印刷技術によって形成された右巻き矩形スパイラル（図５（ａ）参照）又は左巻き矩形スパイラル（図５（ｂ）参照）の不平衡型のアンテナである。

また、円偏波アンテナ２０は、アンテナ素子２３のスパイラル中心側の側端部（給電点）に一端が接続され、誘電体基板２１をその厚さ方向に貫通して地板導体２２の穴２２ａを非導通に通過し、更に給電部２６を構成する給電用誘電体基板２７を貫通してその表面に他端側を突出させる給電ピン（ｆｅｅｄ ｐｉｎ）２５を有している。

なお、給電部２６は、上記のマイクロストリップ線路の構成に限定されず、不平衡型の給電線、例えば、同軸ケーブルや、地板導体２２をアースとするコプレーナ線路あるいはマイクロストリップ線路等により給電ピン２５の他端側から給電される構成であればよい。図５（ａ）に示した構成の円偏波アンテナ２０は、給電ピン２５から給電されることにより、アンテナ素子２３から主偏波の回転方向が左回りの円偏波（ｌｅｆｔ ｈａｎｄ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＬＨＣＰ）の電波を放射することができる。一方、図５（ｂ）に示した構成の円偏波アンテナ２０は、給電ピン２５から給電されることにより、アンテナ素子２３から主偏波の回転方向が右回りの円偏波（ｒｉｇｈｔ ｈａｎｄ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＲＨＣＰ）の電波を放射することができる。なお、図６以降の図面では、特に断りのない限り主偏波がＬＨＣＰの構成のみを示す。

ただし、これだけの構造のみによる円偏波アンテナでは、誘電体基板２１の表面に沿った表面波が励振されるため、その表面波の影響によって円偏波アンテナとして所望の特性が得られない。

そこで、本実施形態の円偏波アンテナ２０では、誘電体基板２１の表面に沿った表面波の励振を抑制するための構造として、上記構造に加えて、図７（ａ）、図８に示しているように、複数の金属ポスト３０によって構成されるキャビティ構造を採用している。

具体的には、例えば円柱状の複数の金属ポスト３０は、それぞれの一端側が地板導体２２に接続され、誘電体基板２１をその厚さ方向に沿って貫通し、かつそれぞれの他端側が誘電体基板２１の反対面２１ｂまで延びて、アンテナ素子２３を囲むように所定間隔で設けられることにより、キャビティを構成する。

さらに、本実施形態の円偏波アンテナ２０は、上記キャビティ構造に加えて、誘電体基板２１の反対面２１ｂ側に、複数の金属ポスト３０の各他端側をその並び方向に沿って順次短絡し、かつ各金属ポスト３０との接続位置からアンテナ素子２３方向に所定距離延びて設けられる枠状導体３２を備えている。

そして、本実施形態の円偏波アンテナ２０では、このキャビティ構造と、枠状導体３２との相乗効果によって、表面波を抑圧することができるようにしている。つまり、本実施形態の円偏波アンテナ２０は、上記のキャビティ構造と枠状導体３２とを備えることにより、従来の一般的な平面アンテナと比較して、アンテナ側面からの電波の漏れを大幅に抑制することができる。

なお、複数の金属ポスト３０は、図７（ｂ）に示すように、誘電体基板２１を貫通する複数の穴３０１を形成し、この複数の穴３０１の内壁にメッキ加工（スルーホールメッキ）することによって複数の中空状の金属ポスト３０′として実現することもできる。

この場合、スルーホールメッキによる複数の中空状の金属ポスト３０′の下端部は、誘電体基板２１の一面２１ａ側にパターン印刷技術によって形成されるランド３０２を介して地板導体２２に接続されるようになされている。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、上記のように構成された円偏波アンテナ２０は、端末保持具５０に保持されることにより、その反対面２１ｂがＤＵＴ１００のアンテナ１１０の放射面１１０ａとＤＵＴ１００の一面に対向し、アンテナ１１０と空間的に結合されるようになっている。

図９（ａ），（ｂ）に示すように、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂは、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０の放射面１１０ａに対して平行ではなく、傾斜角度θだけ傾いている。つまり、アンテナ１１０が設置されたＤＵＴ１００の一面の法線と、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂの法線は交差している。

ここで、アンテナ１１０の放射面１１０ａの法線Ｎ２と、アンテナ１１０が設置されたＤＵＴ１００の一面の法線とは平行である。また、アンテナ１１０の放射方向は、アンテナ１１０の放射面１１０ａの法線方向である。

また、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂの法線Ｎ１と、円偏波アンテナ２０の放射面の法線は平行である。また、円偏波アンテナ２０の放射方向は、円偏波アンテナ２０の放射面の法線方向である。

すなわち、図９（ａ）に示すように、アンテナ１１０の放射面１１０ａから放射される被測定信号の放射方向は、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂの法線方向Ｎ１に対して平行ではない。このため、アンテナ１１０の放射面１１０ａから放射される被測定信号は、円偏波アンテナ２０とアンテナ１１０との間で反射されて端末保持具５０の内壁面５０ａに向かい、内壁面５０ａで吸収される。このようにして、円偏波アンテナ２０とアンテナ１１０との間での被測定信号の多重反射が抑制される。

同様に、図９（ｂ）に示すように、円偏波アンテナ２０のアンテナ素子２３から放射される試験信号の放射方向は、アンテナ１１０の放射面１１０ａの法線方向Ｎ２に対して平行ではない。このため、円偏波アンテナ２０から放射される試験信号は、円偏波アンテナ２０とアンテナ１１０との間で反射されて端末保持具５０の内壁面５０ａに向かい、内壁面５０ａで吸収される。このようにして、円偏波アンテナ２０とアンテナ１１０との間での試験信号の多重反射が抑制される。

なお、端末保持具５０内での円偏波アンテナ２０の配置箇所及び個数は、図２、図３、及び図９に示した例に限定されない。

以下、上記のキャビティ構造と枠状導体３２とによる表面波抑圧の効果を説明するために、各部の構造パラメータと、当該構造パラメータを変えて得られた円偏波アンテナ２０の特性についてのシミュレーション結果について説明する。

まず、各部の構造パラメータとなり得る要素について説明する。

この円偏波アンテナ２０の使用周波数はＫ及びＫａバンド帯の１８〜４０ＧＨｚであり、アンテナ素子２３の方形スパイラルは、基本長をａ０とし、該ａ０並びにその任意倍数の長さの線路を９０度の角度ごとに配置して構成する。

このような方形スパイラルの典型的な例を図１０（ａ）に示す。すなわち、この例では、素子幅Ｗを０．２５ｍｍ、基本長ａ０を０．４５ｍｍとし、以下、９０度の角度ごとに２ａ０、２ａ０、３ａ０、３ａ０、４ａ０、４ａ０の線路長とし、最終線路長を３ａ０とし、全体で９巻き（ｎｉｎｅ−ｔｕｒｎ ｓｐｉｒａｌ）の方形スパイラルとしている。

また、図１０（ｂ）に示す方形スパイラルは、図１０（ａ）における基本長ａ０よりも長くした基本長ａ０′とし、巻数を減らした場合である。

この例では、素子幅Ｗを０．２５ｍｍ、基本長ａ０′を０．７ｍｍとし、以下、９０度の角度ごとに２ａ０′、２ａ０′、３ａ０′、３ａ０′、４ａ０′の線路長とし、最終線路長を約１．５ａ０′とし、全体で８巻き（ｅｉｇｈｔ−ｔｕｒｎ ｓｐｉｒａｌ）の方形スパイラルとしている。

この場合、最終線路長は、円偏波の軸比（ａｘｉａｌ ｒａｔｉｏ）や反射特性を最適化するように約１．５ａ０′に選んである。

なお、以下の説明及び実施形態では、円偏波アンテナ２０に採用すべきアンテナ素子２３として方形スパイラルの例を示している。

しかるに、図１１に示すように、円偏波アンテナ２０に採用すべきアンテナ素子２３としては、方形スパイラルに代えて、円形スパイラルのアンテナ素子２３を用いることもできる。

この図１１に示す円形スパイラルのアンテナ素子２３は、例えば、基準点からの半径初期値ＳＲ＝０．２ｍｍ、素子幅Ｗ＝０．３５ｍｍ、スパイラル間隔ｄ＝０．２ｍｍ、巻き数２．１２５の円形スパイラルによるアンテナ素子２３の場合であり、このような円形スパイラルによるアンテナ素子２３を円偏波アンテナ２０に用いた場合でも、上述した方形スパイラルのアンテナ素子２３を用いた場合とほぼ同等の結果が得られている。

また、誘電体基板２１の外形はアンテナ素子２３のスパイラル中心を中心とする正方形で、図５（ａ），（ｂ）に示すように、その一辺の長さをＬ（以下、外形長と記す）とし、キャビティの外形もこれと同心の正方形としている。

また、キャビティは、図７（ａ），（ｂ）に示すように、その内寸をＬｗとしている。さらに、枠状導体３２には、キャビティ内壁から内側へ延びる所定幅（以下、リム幅と記す）Ｌ_Ｒを有するリムが設けられている。

また、キャビティを形成する複数の金属ポスト３０の直径は、それぞれ、０．３ｍｍであり、各金属ポスト３０の間隔は０．９ｍｍである。

図１２は、複数の金属ポスト３０によるキャビティ及び枠状導体３２を設けない場合における垂直面（図４、図５でｙｚ面）の放射特性についてのシミュレーション結果を示している。

図１２において、Ｆ１、Ｆ１′は、外形長Ｌ＝１８ｍｍのときの主偏波（左回り円偏波：ＬＨＣＰ）と交差偏波（右回り円偏波：ＲＨＣＰ）の特性であり、Ｆ２、Ｆ２′は、外形長Ｌ＝２４ｍｍのときの主偏波と交差偏波の特性である。

ここで、円偏波アンテナとして要求される放射特性は、主偏波については０°方向を中心として対称でブロードな単峰特性であり、交差偏波（完全な円偏波であればゼロである）については、広い角度範囲において主偏波より十分低い放射強度となる必要がある。

これに対し、図１２の主偏波の特性Ｆ１、Ｆ２は、共に非対称で利得に大きな暴れがあり、また、交差偏波についてみれば、−６０°、−４０°の近傍で主偏波と同等又はそれに近い放射レベルになっていることが分かる。

このような放射特性の乱れは、前記した表面波の影響によって発生している。

図１３は、複数の金属ポスト３０によって内寸Ｌｗ＝９ｍｍのキャビティを設け、更にリム幅Ｌ_Ｒ＝１．２ｍｍの枠状導体３２を設けたときの、外形長Ｌ＝１８ｍｍ及びＬ＝２４ｍｍにした場合の主偏波の特性Ｆ３、Ｆ４と交差偏波の特性Ｆ３′、Ｆ４′についてのシミュレーション結果を示している。

この図１３から明らかなように、主偏波の特性Ｆ３、Ｆ４は、０°方向を中心として対称でブロードな単峰特性となり、交差偏波の特性Ｆ３′、Ｆ４′についても、広い角度範囲において主偏波Ｆ３、Ｆ４より十分低い放射強度で緩慢な変化となっており、前記した円偏波アンテナとして要求される所望の特性が得られていることが分かる。

また、各部の構造パラメータを変えて行った前記と同様の幾つかの各種の放射特性についてのシミュレーションの結果、枠状導体３２が無い場合の放射特性は、誘電体基板２１の外形長Ｌとキャビティ内寸Ｌｗに対する依存性を示し、概略的な傾向を言えば、外形長Ｌが大きい（Ｌ＝２４，１８ｍｍ）場合、キャビティ内寸Ｌｗが３〜１０ｍｍまで大きくなるにつれて主偏波特性は３峰形から単峰形に近づくことが判明している。

また、誘電体基板２１の外形長Ｌが比較的小さい（Ｌ＝１２ｍｍ）場合、キャビティ内寸Ｌｗが３〜１０ｍｍまで間で大きくなるにつれて主偏波特性は双峰形から単峰形に近づくことが判明している。

しかし、いずれの場合でも、交差偏波の暴れが大きく使用角度範囲内いずれかにおいて主偏波成分との差が小さくなり、偏波選択性が低く、上記図１３のような所望の特性には至らないことが判明している。

なお、リム幅Ｌ_Ｒの１．２ｍｍは、誘電体基板２１の表面に沿って伝播する表面波の波長のほぼ１／４に相当している。つまり、このリム幅Ｌ_Ｒ＝１．２ｍｍの部分は、その先端側からポスト壁側を見たとき、表面波に対してインピーダンスが無限大となるλｇ／４（λｇは管内波長）の長さの伝送路を形成する。

したがって、誘電体基板２１の表面に沿った電流が流れないことになり、この電流阻止作用によって表面波の励振が抑圧され、放射特性の暴れを防いでいることになる。

よって、円偏波アンテナ２０を上記した以外の他の周波数帯に適用する場合には、その周波数に応じてリム幅Ｌ_Ｒを変更設定すればよい。

ところで、本実施形態の円偏波アンテナ２０は、誘電体基板２１に、複数の金属ポスト３０によるキャビティと枠状導体３２を設けることによって共振器を構成し、この共振器をアンテナ素子２３で励振していると考えることができる。

本実施形態の円偏波アンテナ２０は、共振器を構成しているので、共振周波数が存在し、その共振周波数では円偏波アンテナ２０の入力インピーダンスが非常に大きくなり、放射をしなくなる。

この場合、共振器の共振周波数は、共振器と円偏波のアンテナ素子２３との構造パラメータで決まる。

この構造パラメータは、前述したように、キャビティの内寸Ｌｗ、リム幅Ｌ_Ｒのほか、アンテナ素子２３の巻数、アンテナ素子２３の基本長ａ０、アンテナ素子２３の素子幅Ｗなどである。

したがって、アンテナ利得の周波数特性は、前記共振周波数付近で急激に深い落ち込み（ノッチ）が生じることになる。この共振周波数は、上記の構造パラメータを調整することにより、所望の値に設定することが可能である。

以下、本実施形態における円偏波アンテナ２０のＳ_１１とＳ_２１の測定結果について説明する。

図１４（ａ）に示すように、主偏波がＲＨＣＰの２つの円偏波アンテナ２０を、給電ライン２８の延伸方向が揃う向きにアンテナ素子２３が形成された面（すなわち、誘電体基板２１の反対面２１ｂ）を平行に向かい合わせた状態（以下、「０°の対向状態」とも称する）において、信号分析装置７０を用いてＳ_１１とＳ_２１を測定した結果を図１５及び図１６に示す。

また、図１４（ｂ）に示すように、主偏波がＲＨＣＰの２つの円偏波アンテナ２０を、給電ライン２８の延伸方向が垂直になる向きにアンテナ素子２３が形成された面（すなわち、誘電体基板２１の反対面２１ｂ）を平行に向かい合わせた状態（以下、「９０°の対向状態」とも称する）において、信号分析装置７０を用いてＳ_１１とＳ_２１を測定した結果を図１７及び図１８に示す。

ここで、信号分析装置７０は、例えばネットワークアナライザ、又は、トラッキングジェネレータ機能付シグナルアナライザにより構成される。ここでのＳ_１１とＳ_２１の測定は、２つの円偏波アンテナ２０間の距離を２ｃｍにした状態で計５回行われたものである。ただし、１回の測定が終わるごとに２つの円偏波アンテナ２０を無限大とみなせる距離だけ離した後に、次の回の測定が行われている。

図１５〜図１８から、５回の測定で得られたＳ_１１とＳ_２１の周波数特性はグラフ上でほぼ重なっており、Ｓ_１１とＳ_２１のいずれについても再現性の高い測定結果が得られたことが分かる。なお、図１８の９０°の対向状態では２８ＧＨｚ付近のＳ_２１の凹みが見られるが、これは２つの円偏波アンテナ２０間で逆位相の信号成分同士が打ち消し合うような多重反射が発生したことにより、振幅誤差が現れたものと考えられる。

図１９及び図２０は、０°の対向状態において、２つの円偏波アンテナ２０間の距離と傾斜角度θを変化させた場合のＳ_２１の測定結果を示すグラフである。ここで、２つの円偏波アンテナ２０間の距離とは、各円偏波アンテナ２０の誘電体基板２１の反対面２１ｂにおいて給電ピン２５の中心軸が交わる位置間の距離であるとする。

図１９（ａ）は、２つの円偏波アンテナ２０間の距離を１ｃｍとし、傾斜角度θを０°とした場合のＳ_２１の測定結果であり、図中の楕円で囲んで示すように２５．５ＧＨｚ付近に振幅誤差による凹みが見られる。

図１９（ｂ）は、２つの円偏波アンテナ２０間の距離を１ｃｍとし、傾斜角度θを５°とした場合のＳ_２１の測定結果であり、図中の楕円で囲んで示すようにθ＝０°の場合に見られた２５．５ＧＨｚ付近の凹みが大幅に改善していることが分かる。

図２０（ａ）は、２つの円偏波アンテナ２０間の距離を１．５ｃｍとし、傾斜角度θを０°とした場合のＳ_２１の測定結果であり、図中の楕円で囲んで示すように２７．３ＧＨｚ付近に振幅誤差による凹みが見られる。

図２０（ｂ）は、２つの円偏波アンテナ２０間の距離を１．５ｃｍとし、傾斜角度θを５°とした場合のＳ_２１の測定結果であり、図中の楕円で囲んで示すようにθ＝０°の場合に見られた２７．３ＧＨｚ付近の凹みが消失していることが分かる。

以下、本実施形態に係る無線端末測定装置１を用いる無線端末測定方法について、図２１のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

まず、ユーザにより、ＤＵＴ１００が端末保持具５０に保持される（ステップＳ１）。

次に、測定部５１の信号送信部６１は、円偏波アンテナ２０に試験信号を出力することにより、円偏波アンテナ２０及びＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介してＤＵＴ１００に試験信号を出力する（信号送信ステップＳ２）。

次に、測定部５１の信号受信部６２は、試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力された被測定信号を、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して円偏波アンテナ２０で受信する（信号受信ステップＳ３）。

次に、測定部５１の解析処理部６３は、信号受信ステップＳ３で受信された被測定信号に対して、ＤＵＴ１００の通信規格に対応した解析処理を行う（解析処理ステップＳ４）。

以上説明したように、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、アンテナ１１０の放射面１１０ａから放射される被測定信号の放射方向が、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂの法線方向に対して平行ではないため、アンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との間における被測定信号の多重反射を低減することができる。すなわち、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、アンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との間で発生する多重反射に起因した振幅誤差を抑制して、ＤＵＴ１００に対する測定を精度良く行うことができる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、円偏波アンテナ２０のアンテナ素子２３から放射される試験信号の放射方向が、アンテナ１１０の放射面の法線方向に対して平行ではないため、アンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との間における試験信号の多重反射を低減することができる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、円偏波アンテナ２０の反対面２１ｂが、アンテナ１１０の放射面に対して平行ではないため、アンテナ１１０と円偏波アンテナ２０との間における被測定信号及び試験信号の多重反射を低減することができる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置１が備える円偏波アンテナ２０では、誘電体基板２１を貫通する金属ポスト３０を、アンテナ素子２３を囲むように並べてキャビティ構造とし、さらに、この金属ポスト３０の先端を並び方向に沿って短絡し、かつアンテナ素子２３方向に所定距離延びた枠状導体３２を設けている。これにより、円偏波アンテナ２０は、表面波の発生を抑制でき、アンテナの放射特性を所望の特性にすることができる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、円偏波アンテナ２０を用いているため、アンテナ１１０から放射される被測定信号の直線偏波の向きに関わらず精度の良い測定が可能である。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置１は、近接での測定を行うものであるため、電波暗室（チャンバー）を使用しなくても精度の良い測定が可能である。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係る無線端末測定装置２について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。

図２２に示すように、本実施形態の無線端末測定装置２は、ベルトコンベア（搬送部）８１と、測定ボックスとしての電磁波シールドボックス８２と、駆動制御部８３と、測定部５１と、表示部５２と、操作部５３と、を備えている。

電磁波シールドボックス８２は、ＤＵＴ１００が搬送されるための入口８２ａ及び出口８２ｂを有し、搬送路８１ａの少なくとも一部を含む空間を覆うようになっている。また、電磁波シールドボックス８２は、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と空間的に結合される１以上の円偏波アンテナ２０と、検知部８４と、を内部に収容するようになっている。

円偏波アンテナ２０は、ＤＵＴ１００の全体が後述する通信可能領域Ｒに搬送された状態で、反対面２１ｂがＤＵＴ１００のアンテナ１１０の放射面１１０ａに対して傾斜角度θだけ傾いた状態になるように、電磁波シールドボックス８２内に配置されている。

さらに、電磁波シールドボックス８２は、搬送路８１ａの上方に設けられ、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０又は円偏波アンテナ２０で発生する電磁波が入口８２ａ及び出口８２ｂから漏洩するのを防止する電磁波吸収材を含む電磁波吸収部８５ａ，８５ｂを備える。

検知部８４は、例えば、光線を出射する光源と、光源が出射する光線を受光する受光器とを有し、光源が光線を出射している間に受光器がこの光線を受光できなくなったことを検出するいわゆる投受光器等の構成を有しており、ＤＵＴ１００の電磁波シールドボックス８２内への進入を検知できるようになっている。また、検知部８４は、ＤＵＴ１００を検知したときに、ＤＵＴ１００を検知したことを示す検知信号を、後述の駆動制御部８３の判断部１３２に出力するようになっている。

駆動制御部８３は、例えばＣＰＵ、記憶部１３３を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、記憶部１３３にあらかじめ記憶された所定のプログラムを実行することにより、搬送制御部１３１及び判断部１３２をソフトウェア的に構成するようになっている。

搬送制御部１３１は、ベルトコンベア８１を駆動制御するようになっており、判断部１３２から出力された制御信号に応じて、搬送速度を変化させることが可能となっている。なお、搬送速度は常に一定であってもよい。

記憶部１３３は、ＤＵＴ１００のサイズの情報、ＤＵＴ１００の通信可能領域Ｒの情報などを記憶している。ここで、通信可能領域Ｒは、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と円偏波アンテナ２０が十分な強度で空間的に結合できる領域であって、かつ、後述の電磁波吸収部８５ａ，８５ｂが閉状態を維持できる領域として設定される。

判断部１３２は、検知部８４から出力される検知信号、搬送制御部１３１から出力されるＤＵＴ１００の搬送速度の情報、記憶部１３３に記憶されたＤＵＴ１００の情報に基づいて、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されているか否かを判断するようになっている。例えば、判断部１３２は、検知部８４から検知信号が出力された時点から、ＤＵＴ１００の全体が通信可能領域Ｒに収まるまでに要する時間、及び、ＤＵＴ１００の少なくとも一部が通信可能領域Ｒの外に出るまでに要する時間を割り出すことで上記の判断を行うことができる。

また、既に述べたように、判断部１３２は、搬送速度を変化させるための制御信号を搬送制御部１３１に出力するようになっていてもよい。例えば、判断部１３２は、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されている場合のベルトコンベア８１による搬送速度を、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていない場合の搬送速度よりも遅くする制御信号を出力してもよい。

あるいは判断部１３２は、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されている場合に、ベルトコンベア８１による搬送を所定時間停止させ、搬送速度を所定時間ゼロとする制御信号を出力してもよい。

なお、上述の検知部８４は撮像装置で構成されていてもよく、この場合には判断部１３２は、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されているか否かを画像処理で分析するものであってもよい。

信号送信部６１は、駆動制御部８３の判断部１３２によってＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていると判断されたことを条件として、円偏波アンテナ２０に試験信号を出力することにより、ベルトコンベア８１が搬送するＤＵＴ１００に、円偏波アンテナ２０及びＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して試験信号を出力するようになっている。

信号受信部６２は、駆動制御部８３の判断部１３２によってＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていると判断されたことを条件として、試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力される被測定信号を、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して円偏波アンテナ２０で受信するようになっている。

信号送信部６１及び信号受信部６２が上記のように制御されることにより、ＤＵＴ１００が電磁波シールドボックス８２内に収容されている時間内に性能試験が完了するようになっている。

図２３は、ＤＵＴ１００の搬送方向（Ｙ方向）に沿った、ベルトコンベア８１及び電磁波シールドボックス８２の断面図である。ベルトコンベア８１は、例えば無端状のベルト１１１を複数対の搬送ローラ１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂに巻回し、そのベルト１１１の上走部の搬送路８１ａ内で、ＤＵＴ１００を電磁波シールドボックス８２の入口８２ａ側から出口８２ｂ側へ搬送するようになっている。

また、ベルトコンベア８１は、ベルト１１１を回転させるためのモータ１１４を、搬送ローラ１１２ｂの軸線方向一端部に備えている。モータ１１４は、搬送制御部１３１によって駆動制御されるようになっている。

図２４及び図２５は、電磁波シールドボックス８２における電磁波吸収部８５ａ，８５ｂの配置例を示す斜視図である。図２４は、電磁波シールドボックス８２の入口８２ａ及び出口８２ｂをベルト１１１が搬送方向に通過する構成を示している。一方、図２５は、電磁波シールドボックス８２が底面に開口部を有しており、ベルト１１１がその開口部を常に塞ぐ形で搬送方向に通過する構成を示している。

ここで、電磁波シールドボックス８２の筐体１２０は、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮やこれらの合金などの導電性の金属から成っており、電磁波シールド機能を有する。電磁波シールドボックス８２は、これらの材質の金属の板に対して折り曲げなどの加工を行うことによって製造できるが、軽量化、省資源化のためにこれらの材質の板にパンチングによる穴あけを行なってもよい。あるいは、始めから板の代わりに網状の材料を採用してもよい。なお、穴や網目の大きさは、ＤＵＴ１００が出力する被測定信号の電波の波長よりも十分に小さければ（例えば１／１０波長以下）、電磁波シールドボックスとしての遮蔽性能を保つことができる。

ベルト１１１は、布やゴムに導電性の物質や金属の粒子を混合した導電性のベルトであることが好ましい。また、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮やこれらの合金のシートをコンベアに使用可能な弾力性を確保する構造に加工してベルトとしてもよい。あるいは、上述の金属の網状の構造を、コンベアに使用される布やゴムに積層するようにしてベルトとしてもよい。

なお、図２４の構成においては、電磁波シールドボックス８２と、導電性の電磁波吸収部８５ａ，８５ｂにより遮蔽が十分に確保されていれば、ベルト１１１は必ずしも金属製でなくてもよい。一方、図２５の構成においては、導電性のベルト１１１と電磁波シールドボックス８２の間が、導電性のスライダー等を介して良好に導電可能に接触している必要がある。

電磁波吸収部８５ａ，８５ｂは、ＤＵＴ１００が電磁波シールドボックス８２の入口８２ａ又は出口８２ｂを通過している場合に入口８２ａ又は出口８２ｂを開状態とし、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内に搬送された場合に入口８２ａ及び出口８２ｂを閉状態とするようになっている。

電磁波吸収部８５ａ，８５ｂは、図２４及び図２５に示すように、ベルトコンベア８１がＤＵＴ１００を搬送する搬送方向（Ｙ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）に複数の短冊状に設けられた電磁波遮蔽部材から成る。この電磁波遮蔽部材は、例えば、布やゴムに導電性の物質や金属の粒子を混合したもの、あるいは、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、真鍮やこれらの合金のシートから成る。このように構成された電磁波吸収部８５ａ，８５ｂは、筐体１２０の入口８２ａ及び出口８２ｂを塞ぐように筐体１２０に吊り下げられて設けられている。

電磁波吸収部８５ａ，８５ｂの他の例としては、図２６及び図２７に示すように、搬送方向（Ｙ方向）に直交する水平方向（Ｘ方向）を軸として揺動可能な金属板（図２６）や、搬送方向（Ｙ方向）に直交する垂直方向（Ｚ方向）にスライド可能な金属板（図２７）が挙げられる。これらの金属板は、任意の検知手段から出力されるＤＵＴ１００の検知情報に基づいて、任意の駆動装置で駆動されるようになっている。

なお、電磁波シールドボックス８２内での円偏波アンテナ２０の配置箇所及び個数は、図２２〜図２７に示した例に限定されない。例えば、電磁波シールドボックス８２のＤＵＴ１００の搬送方向に複数の区画を連続的に設け、それぞれの区画に１以上の円偏波アンテナ２０が配置される構成とすることも可能である。

以下、本実施形態に係る無線端末測定装置２を用いる無線端末測定方法について、図２８のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

まず、駆動制御部８３の搬送制御部１３１は、ＤＵＴ１００を搬送路８１ａ内で搬送する（搬送ステップＳ１１）。

次に、駆動制御部８３の判断部１３２は、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されているか否かを判断する（判断ステップＳ１２）。図２９（ａ）に示すように、ＤＵＴ１００が電磁波シールドボックス８２の入口８２ａを通過中の状態では、検知部８４がＤＵＴ１００を検知しておらず、判断部１３２はＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていないと判断する。

一方、図２９（ｂ）に示すように、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２の入口８２ａを通過し、電磁波吸収部８５ａ，８５ｂが閉状態となった状態では、検知部８４から出力される検知信号、搬送制御部１３１から出力されるＤＵＴ１００の搬送速度の情報、駆動制御部８３の記憶部１３３に記憶されたＤＵＴ１００の情報に基づいて、判断部１３２はＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていると判断する。

次に、測定部５１の信号送信部６１は、判断ステップＳ１２によってＤＵＴ１００の全体が通信可能領域Ｒに搬送されていると判断されたことを条件として、円偏波アンテナ２０に試験信号を出力することにより、ベルトコンベア８１が搬送するＤＵＴ１００に、円偏波アンテナ２０及びＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して試験信号を出力する（信号送信ステップＳ１３）。

次に、測定部５１の信号受信部６２は、判断ステップＳ１２によってＤＵＴ１００の全体が通信可能領域Ｒに搬送されていると判断されたことを条件として、試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力された被測定信号を、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０を介して円偏波アンテナ２０で受信する（信号受信ステップＳ１４）。

次に、測定部５１の解析処理部６３は、信号受信ステップＳ１４で受信された被測定信号に対して、ＤＵＴ１００の通信規格に対応した解析処理を行う（解析処理ステップＳ１５）。

つまり、電磁波吸収部８５ａ，８５ｂが閉状態、かつ、ＤＵＴ１００が通信可能領域Ｒに搬送されている場合にのみ、円偏波アンテナ２０とＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で信号の送受信が行われるようになっている。

なお、図２９（ｃ）に示すように、ＤＵＴ１００が電磁波シールドボックス８２の出口８２ｂを通過中であり、出口８２ｂ側の電磁波吸収部８５ｂが開状態となった状態では、上述の検知信号、ＤＵＴ１００の搬送速度の情報、ＤＵＴ１００の情報に基づいて、判断部１３２はＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の通信可能領域Ｒに搬送されていないと判断する。なお、このとき同時に電磁波シールドボックス８２の入口８２ａを他のＤＵＴ１００が通過中であることが測定効率の点から望ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る無線端末測定装置２は、ＤＵＴ１００の全体が電磁波シールドボックス８２内の所定領域に搬送されていることを自動的に判断してＤＵＴ１００に対する性能試験を開始するため、多様な無線端末に対して性能試験を実行し、その試験時間を大幅に短縮することができる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置２は、ＤＵＴ１００と測定装置とをケーブルで接続する必要や、ＤＵＴ１００を手作業で電磁波シールドボックス８２内に出し入れする必要がなくなるため、ＤＵＴ１００の試験時間を大幅に短縮することが可能となる。

また、本実施形態に係る無線端末測定装置２は、ケーブル接続用の専用の治具が不要となるため、多品種の無線機器を製造している工場において測定器を共用化でき、試験コストの軽減が可能となる。

なお、本発明の範囲には、本実施形態における測定部５１及びベルトコンベア８１が、互いに独立した測定装置及び搬送装置として動作可能であり、これらが駆動制御部８３の機能を含む外部制御装置で制御される構成も含まれる。

なお、本実施形態に係る無線端末測定装置２において、電磁波シールドボックス８２の代わりに、電磁波シールド機能を有さない測定ボックスを使用しても、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０及び円偏波アンテナ２０が近接した配置で測定するため、電磁波の漏洩は十分に防止されている。本実施形態に係る無線端末測定装置２は、電磁波シールドボックス８２や、電磁波吸収部８５ａ，８５ｂを有することで、更に電磁波遮蔽の効果を得ることができる。

１，２ 無線端末測定装置
２０ 円偏波アンテナ
２１ 誘電体基板
２１ａ 一面
２１ｂ 反対面
２２ 地板導体
２３ アンテナ素子
２５ 給電ピン
２６ 給電部
２７ 給電用誘電体基板
２８ 給電ライン
３０ 金属ポスト
３２ 枠状導体
６１ 信号送信部
６２ 信号受信部
６３ 解析処理部
８１ ベルトコンベア
８１ａ 搬送路
８２ 電磁波シールドボックス
８２ａ 入口
８２ｂ 出口
８５ａ，８５ｂ 電磁波吸収部
１００ ＤＵＴ
１１０ アンテナ
１１０ａ 放射面
１３２ 判断部

Claims (10)

1. 一面にアンテナ（１１０）が設けられた被試験対象（１００）に対して測定を行う無線端末測定装置（１）に接続される円偏波アンテナ装置において、
   誘電体基板（２１）と、前記被試験対象の一面に対向する前記誘電体基板の第１の面（２１ｂ）に形成された円偏波型のアンテナ素子（２３）とを有する、前記アンテナと空間的に結合される円偏波アンテナ（２０）と、
   前記アンテナが設けられた前記被試験対象の一面と、前記誘電体基板とが平行でない位置関係にあるように、前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象を保持する保持具（５０）と、を備え、
   前記アンテナは、前記円偏波アンテナに対して、前記アンテナと前記円偏波アンテナとの間の多重反射を抑圧するような近接した位置に配置され、
   前記円偏波アンテナと前記アンテナとの距離は、１ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内にあることを特徴とする円偏波アンテナ装置。
2. 前記円偏波アンテナは、
   前記誘電体基板の第１の面の反対面である第２の面（２１ａ）側に重合される地板導体（２２）と、
   それぞれの一端側が前記地板導体に接続され、前記誘電体基板をその厚さ方向に沿って貫通し、かつそれぞれの他端側が前記誘電体基板の反対面まで延びて、前記アンテナ素子を囲むように所定間隔で設けられることにより、キャビティを構成する複数の金属ポスト（３０）と、
   前記誘電体基板の第１の面側に、前記複数の金属ポストの各他端側をその並び方向に沿って短絡し、かつ前記アンテナ素子方向に所定幅を有するリムが設けられている枠状導体（３２）と、を具備し、
   前記キャビティ及び前記枠状導体とで共振器を構成し、前記共振器と前記アンテナ素子との構造パラメータを調整して、前記共振器の共振周波数を所望の値に設定し、前記構造パラメータは、前記キャビティの内寸Ｌｗ、前記枠状導体の前記リム幅Ｌ_Ｒ、前記アンテナ素子の巻数、前記アンテナ素子の基本長ａ０、前記アンテナ素子の素子幅Ｗの少なくとも一つを含み、かつ、前記枠状導体の前記リム幅Ｌ_Ｒは、前記誘電体基板の表面に沿って伝播する表面波の波長の略１／４の幅であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波アンテナ装置。
3. 前記アンテナの放射面の法線と、前記アンテナが設置された前記被試験対象の一面の法線が平行であり、
   前記アンテナの放射方向は前記アンテナの放射面の法線方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円偏波アンテナ装置。
4. 前記円偏波アンテナの前記誘電体基板の第１の面の法線と、前記円偏波アンテナの放射面の法線が平行であり、前記円偏波アンテナの放射方向は前記円偏波アンテナの放射面の法線方向であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の円偏波アンテナ装置。
5. 前記アンテナ素子が、所定の偏波の回転方向を有すると共に、スパイラルの中心側端部を有する方形スパイラル型又は円形スパイラル型に形成され、
   前記方形スパイラル型又は円形スパイラル型に形成された前記アンテナ素子の前記スパイラルの中心側端部に一端側が接続されて前記誘電体基板及び前記地板導体を貫通して設けられる給電ピン（２５）を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の円偏波アンテナ装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の円偏波アンテナ装置と、
   前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信部（６１）と、
   前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信部（６２）と、
   前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理部（６３）と、を備えた無線端末測定装置。
7. 一面にアンテナ（１１０）が設けられた被試験対象（１００）に対して測定を行う無線端末測定装置（２）において、
   誘電体基板（２１）と、前記被試験対象の一面に対向する前記誘電体基板の第１の面（２１ｂ）に形成された円偏波型のアンテナ素子（２３）とを有する、前記アンテナと空間的に結合される円偏波アンテナ（２０）と、
   前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信部（６１）と、
   前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信部（６２）と、
   前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理部（６３）と、
   前記被試験対象を搬送路（８１ａ）内で搬送する搬送部（８１）と、
   前記被試験対象が搬送されるための入口（８２ａ）及び出口（８２ｂ）を有する、前記円偏波アンテナを内部に収容する測定ボックス（８２）と、
   前記被試験対象の全体が前記測定ボックス内の所定領域に搬送されているか否かを判断する判断部（１３２）と、を備え、
   前記信号送信部は、前記判断部によって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記搬送部が搬送する前記被試験対象及び前記円偏波アンテナに前記試験信号を出力し、
   前記信号受信部は、前記判断部によって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される前記被測定信号を前記円偏波アンテナで受信し、
   前記アンテナが設けられた前記被試験対象の一面と、前記誘電体基板とが平行でない位置関係にあるように、前記円偏波アンテナが配置され、
   前記アンテナは、前記円偏波アンテナに対して、前記アンテナと前記円偏波アンテナとの間の多重反射を抑圧するような近接した位置に配置され、
   前記円偏波アンテナと前記アンテナとの距離は、１ｃｍ〜１．５ｃｍの範囲内にあることを特徴とする無線端末測定装置。
8. 前記搬送路の上方に設けられ、前記アンテナ又は前記円偏波アンテナで発生する電磁波が前記入口及び前記出口から漏洩するのを防止する電磁波吸収部（８５ａ，８５ｂ）を更に備え、
   前記測定ボックスが電磁波シールド機能を有することを特徴とする請求項７に記載の無線端末測定装置。
9. 請求項６に記載の無線端末測定装置を用いる無線端末測定方法であって、
   前記円偏波アンテナ及び前記被試験対象に試験信号を出力する信号送信ステップ（Ｓ２）と、
   前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力された被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信ステップ（Ｓ３）と、
   前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理ステップ（Ｓ４）と、を含むことを特徴とする無線端末測定方法。
10. 請求項７又は請求項８に記載の無線端末測定装置を用いる無線端末測定方法であって、
    前記被試験対象を前記搬送路内で搬送する搬送ステップ（Ｓ１１）と、
    前記被試験対象の全体が前記測定ボックス内の所定領域に搬送されているか否かを判断する判断ステップ（Ｓ１２）と、
    前記判断ステップによって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記搬送部が搬送する前記被試験対象及び前記円偏波アンテナに試験信号を出力する信号送信ステップ（Ｓ１３）と、
    前記判断ステップによって前記被試験対象の全体が前記所定領域に搬送されていると判断されたことを条件として、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記円偏波アンテナで受信する信号受信ステップ（Ｓ１４）と、
    前記被測定信号に対して解析処理を行う解析処理ステップ（Ｓ１５）と、を含むことを特徴とする無線端末測定方法。

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