JP2021035058A - 高速ｏｔａ生産ラインテストプラットフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】テスト時間を大幅に節約するとともにテストコストを効果的に低減させる高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームを提供する。【解決手段】高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム１は、アンテナアレイ１２と２つの反射プレート１３と、を備える。アンテナアレイ１２は、ビーム成形機能を有する被測定物の対向面に設けられ、かつビームをビーム成形して放射する。２つの反射プレート１３は、互いに対向して設置され、かつ被測定物１１とアンテナアレイ１２との間に位置する。ビームのアンテナアレイ１２、被測定物１１及び２つの反射プレート１３の間での伝達により被測定物１１のビームＯＴＡテストを行う。【選択図】図３Ａ-３Ｄ

Description

本発明は生産ラインテストプラットフォームに関し、特に高速ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）第五世代移動通信（５Ｇ）空中（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ、ＯＴＡ）生産ラインテストプラットフォームに関するものである。

第五世代移動通信の技術がますます成熟しているため、次世代移動通信技術の各応用、例えば自動運転車（Ｖ２Ｘ）、エッジコンピューティング（ｅｄｇｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）、人工知能モノのインターネット（ＡＩｏＴ）等に鍵となる影響を与えている。第五世代新無線（５Ｇ Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）は、増強型モバイル広帯域（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ，ｅＭＢＢ）、高信頼・低遅延通信（Ｕｌｔｒａ−Ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ＵＲＬＬＣ）、及び大規模マシーンタイプ通信（ｍａｓｓｉｖｅ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｍＭＴＣ）という３つの場合において新しいスペクトルが定義されている。新スペクトル（ＦＲ２）は、使用するミリ波（ｍｍＷａｖｅ）周波数範囲が２４２５０ＭＨｚ〜３ＧＰＰスタンダードにおける５２６００ＭＨｚである。高経路損失を抑制する伝送過程において、アンテナアレイは、ビーム成形技術を用いてより高い等価等方放射電力（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ ｒａｄｉａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ、ＥＩＲＰ）及びより広い空間被覆範囲を実現する。

現在、アンテナアレイは既にＲＦモジュールに統合されることが可能である。このような高度にコンパクトなモジュールはいわゆるアンテナインパッケージ（Ａｎｔｅｎｎａｓ ｉｎ ｐａｃｋａｇｅ、ＡｉＰ）モジュールであり、大量に生産できるものである。ＡｉＰモジュールを大量に生産するためには、従来の導電テスト方法では大量の製品のテストという目的を達成できず、高速な製品テストを行うこともできない。

さらに、製品テストが行われる場合、従来の機械式ロータリーでは、高い精度を達成するためにはテスト速度が遅くなり、高速テストの目的を達成するためには精度が影響を受けることがある。高精度と高速テストの目的を同時に達成しようとすると、使用する機械は高価となる。従って、テスト要求量が多大な量産テストのケースにおいて、従来の機械式テスト方法は量産テストに適用しない。

そこで、上記の問題を解決するために、低コスト、高効能の高速生産ラインテストプラットフォームを提供することは、所属する技術分野において解決すべき課題の一つになっている。

本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームは、複数の放射方向に対してそれぞれテストビームを放射するアンテナアレイと、該テストビームを案内する電磁波ガイド装置と、被測定物が搭載され、該被測定物が案内された該テストビームを複数の受信方向からそれぞれ受信するように制御するテスト機器と、該テスト機器及び該アンテナアレイに電気的に接続され、少なくとも該被測定物が該複数の受信方向に対応して受信したパワーと該アンテナアレイの放射パワーとに基づいて該被測定物のアンテナパターンを算出するコントローラと、を備える。

一つの実施例において、該高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームは、互いに対向して設置されかつ該被測定物と該アンテナアレイとの間に位置する２つの反射プレートをさらに備え、該テストビームは、該被測定物のビームＯＴＡテストが行われるために、該アンテナアレイ、該被測定物及び該２つの反射プレートの間で伝達する。

一つの実施例において、該高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームは、第１の円心及び第２の円心にそれぞれ焦点をあてて配列された第１のホーンアンテナアレイ（ｆｉｒｓｔ ｈｏｒｎ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ）及び第２のホーンアンテナアレイ（ｓｅｃｏｎｄ ｈｏｒｎ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ）と、該第１のホーンアンテナアレイと該第２のホーンアンテナアレイとの間に接続された複数の曲げ導波路（ｂｅｎｄｉｎｇ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）と、さらに備え、該アンテナアレイは、該被測定物のビームＯＴＡテストが行われるために、該第１の円心において順次に該第１のホーンアンテナアレイに向けてビーム成形により該テストビームを放射し、該複数の曲げ導波路によって案内された後、ビーム成形機能を有する被測定物が該第２の円心において該テストビームを受信する。

一つの実施例において、該高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームは、立体楕円曲面をさらに備え、該アンテナアレイの平面は、ビーム成形機能を有する被測定物の平面と互いに直交し、該アンテナアレイは、該被測定物のビームＯＴＡテストが行われるために、該立体楕円曲面の第１の焦点に設けられ、ビーム成形により該テストビームが放射され、該立体楕円曲面の反射を介して、該被測定物が該立体楕円曲面の第２の焦点において該テストビームを受信する。

図１はアンテナアレイ放射と受信の模式図である。 図２Ａはパワーレベル（ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅｌ）スイープの強さ等高線の模式図である。 図２Ｂはパワーレベルスイープの強さ等高線の模式図（オーバーサンプリング（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｅｄ））。 図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の第１の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームの模式図である。 図４は本発明の第１の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームが計７組の異なる角度をテスト可能であることを示す模式図である。 図５は本発明の第２の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームの立体模式図である。 図６は本発明の第２の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームの側面模式図である。 図７はＳ２１パワーレベルスイープの計量化図（９×９ホーンアンテナアレイを例とする）である。 図８は本発明の第２の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームが回転モータを備える立体模式図である。 図９Ａは本発明の第２の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームにおける被測定物がある角度回転した側面模式図である。 図９Ｂは本発明の第２の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームにおける被測定物がある角度回転した立体模式図である。 図１０は本発明に係る第３の実施形態に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォームの立体模式図である。 図１１ＡはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂの比率が１．１であり、ｂ値が２５０ｍｍ、５００ｍｍ、７５０ｍｍである条件下）である。 図１１ＢはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂの比率が１．３であり、ｂ値が２５０ｍｍ、５００ｍｍ、７５０ｍｍである条件下）である。 図１２ＡはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂの比率が１．１であり、ｂ値が２５０ｍｍである条件下）である。 図１２ＢはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂの比率が１．３であり、ｂ値が２５０ｍｍである条件下）である。 図１３はＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、ｂ値が一定の２５０ｍｍである条件下）である。

下記において特定の具体的な実施例により本発明の実施方式を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書に記載の内容により、簡単に本発明のその他の利点や効果を理解でき、また、その他の異なる実施例によって施行や応用を加えることも可能である。

上記従来技術の問題を解決するために、本発明はミリ波（ｍｍＷａｖｅ）第五世代移動通信（５Ｇ）に適した高速ＯＴＡ（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ，ＯＴＡ）生産ラインテストプラットフォームを提供することを目的とする。以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。

図１は、アンテナアレイが指向性電磁波を放射または受信する模式図である。本発明の各実施形態において、第１のコンポーネント設置角度θは、放射ベクトルのｘｚ平面における投影の法線方向（ｚ軸）に対する夾角であり、第２のコンポーネント設置角度φは電磁波放射方向のｙｚ平面における投影のｚ軸に対する夾角である。

まず、説明しておきたいのは、本発明の実施形態において、信号源（即ち放射端）の信号強度をＰｓとし、通常、第１のコンポーネント設置角度θ及び第２のコンポーネント設置角度φに応じて変化し、例えば図２Ａ及び図２Ｂに示す信号が被測定物を通過するパワーレベルスイープの等高線模式図のとおりであり、該等高線は真円形ではない。これは、２つのコンポーネント設置角度の変化に応じて、放射角度からの信号強度も少し異なるためであり、アンテナアレイの特性である。従って、信号源の信号強度をＰｓ（θ，φ）で表すことができ、経路損失をＰ_Ｌとする。経路損失は経路長さＲに関連する関数であるため、基本的にはＰ_Ｌ（Ｒ）とで表すことができる。受信端（即ち被測定物）のノイズ強度はＰ_Ｎで表すことができ、また、同一の被測定物に対して、通常定数として設定する。即ち、同一の測定において、ノイズ強度は通常特定の周波数であり、かつ環境が変わらない（実際にノイズ強度は周波数や環境に応じて変化する）と仮定する。また、受信端のゲインは指向受信角度の第１のコンポーネント設置角度θ及び第２のコンポーネント設置角度φに応じて変化する（信号源の信号強度と類似）ため、受信端のゲインはＧ_Ｒ（θ，φ）で表すことができる。従って、受信端で受信される信号ノイズ比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ、ＳＮＲは下記のように表すことができる。

上記の式（１）から分かるように、受信端のゲインＧ_Ｒ（θ，φ）のほか、その他は既知であるため、受信端で受信されたＳＮＲと経路損失Ｐ_Ｌ、及び／または信号源の信号強度ＰＳ（θ，φ）と（選択的な）受信端ノイズ強度Ｐ_Ｎに基づき、測定や算出により受信端のＧ_Ｒ（θ，φ）を獲得することができ、次にパワーレベルスイープの数値化ダイヤグラムにより被測定物のアンテナパターンを得ることができる。一部の応用において、直接エネルギーを算出することもできる。一部の実施形態において、被測定物が単一のアンテナではなくアンテナアレイであり、かつ信号源もアンテナアレイである場合、信号源の第１のコンポーネント設置角度θ_ｍ及び第２のコンポーネント設置角度φ_ｎで被測定物に対してミリ波を放射するため、被測定物もそれに応じてθ_ｍ及びφ_ｎ（即ち（θ_ｍ，ψ_ｎ））に切り替える必要がある。また、他の実施形態において、被測定物がアンテナアレイである場合、信号源は第１のコンポーネント設置角度θ_ｍ及び第２のコンポーネント設置角度φ_ｎで被測定物に対してミリ波を放射するため、被測定物もそれに応じてθ_ｘ及びφ_ｙ（即ち（θ_ｘ，φ_ｙ））に切り替える必要がある。そのうち、ｘはｍ−２〜ｍ＋２であり、ｙはｎ−２〜ｎ＋２であるが、本発明はそれらに限定されるものではない。本発明の下記の実施形態は、いずれも測定や算出により受信端で受信されるＳＮＲ（上述如く）を獲得し、パワーレベルスイープの数値化ダイヤグラムにより被測定物のアンテナパターンを得ることができる。他の実施形態において、被測定物が受信した信号強度を直接算出しかつ上記式（１）により被測定物のアンテナパターンを得ることもできる。また、所属する分野において通常知識を有する者は当然ながら、受信端で受信される信号強度（パワー）を測定や算出することが前記ＳＮＲによって実現される方法とは実質的に同一であることを理解できる。

以下の実施形態において、既知特性のアンテナアレイ及び電磁波ガイド装置により被測定物のアンテナパターンを多方向で測定する概念を実現する。

本発明の各実施形態において、アンテナアレイは複数の放射方向に対してそれぞれテストビームを放射し、電磁波ガイド装置はテストビームを案内し、テスト機器は被測定物が搭載され、かつ被測定物が案内されたテストビームを複数の受信方向からそれぞれ受信するように制御し、コントローラはテスト機器とアンテナアレイに電気的に接続され、少なくとも被測定物が複数の受信方向に対応して受信したパワーとアンテナアレイの放射パワーとに基づいて被測定物のアンテナパターンを算出する。

［第１の実施形態］
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム１の実施例を示した模式図である。本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム１は、アンテナアレイ（ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ）１２と、２つの反射プレート１３と、ビーム成形（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）回路１４とを備え、被測定物（ｄｅｖｉｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｅｓｔ、ＤＵＴ）１１に対してテストを行う。本実施形態において、前記電磁波ガイド装置は実質的に少なくとも前記２つの反射プレート１３を含む。

本発明の実施形態において、被測定物１１はビーム成形機能を有し、アンテナアレイ１２は被測定物１１の対向面に設けられかつビーム成形によりテストビームを放射し、２つの反射プレート１３は互いに対向して設置されかつ被測定物１１とアンテナアレイ１２との間に位置することで、両側にある反射プレート１３の反射により被測定物１１のビームＯＴＡテストを行う。

具体的には、アンテナアレイ１２はビーム成形能力を備え、両側の反射プレート１３は必要に応じて異なる被測定物のビーム方向をテストすることができる。図３Ａ〜３Ｄに示すように、直接伝送（ｄｉｒｅｃｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、一次反射、二次反射、及び三次反射により、本発明の実施形態は、図４に示す模式図のように、計７組の異なる角度をテスト可能である。ここで説明しておきたいのは、一部の実施形態における経路長さは２つのコンポーネント設置角度と関連しているため、本実施形態における経路損失をＰ_Ｌ（θ，φ）と表すことができる点である。従って、本実施形態において、被測定物１１（即ち受信端）の特定受信角度におけるゲインは、受信されたＳＮＲ（またはパワー）とその他既知のパラメータとに基づいて、測定や上記式（１）の算出により得られるため、各受信角度のデータを収集して被測定物１１のアンテナパターンを得ることができる。

また、ここで説明しておきたいのは、本発明に係るビーム成形回路１４はアンテナアレイ１２に接続可能であり、ビーム成形回路１４はビーム成形の電子スイーププローブを有するため、二次元の平面スイープを行うことができる点である。ＯＴＡテストの需要に応じて、ビーム成形回路１４は、ネットワーク分析機械、信号発生器、信号分析機械または基本周波数機器に接続し、異なる項目テストを行ってもよい。また、テスト機器の周波帯により、必要に応じて周波数アップダウン機能を有する周波数アップダウン回路を加えてもよい。

［第２の実施形態］
図５及び図６は、本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム２の実施形態を示した模式図である。本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム２は、アンテナアレイ２２と、第１のホーンアンテナアレイ２３と、第２のホーンアンテナアレイ２４と、複数の曲げ導波路２５とを備え、被測定物２１に対してテストを行う。本実施形態において、前記電磁波ガイド装置は実質的に少なくとも第１のホーンアンテナアレイ２３、第２のホーンアンテナアレイ２４、及び複数の曲げ導波路２５を含む。

本実施形態において、被測定物２１は同様にビーム成形機能を有し、第１のホーンアンテナアレイ２３及び第２のホーンアンテナアレイ２４は、それぞれ第１の円心Ｃ１及び第２の円心Ｃ２に焦点をあてて配列され、複数の曲げ導波路２５は第１のホーンアンテナアレイ２３と第２のホーンアンテナアレイ２４との間に接続可能である。このため、アンテナアレイ２２は第１の円心Ｃ１において順次に第１のホーンアンテナアレイ２３に向けてビーム成形で放射し、被測定物２１は第２の円心Ｃ２において受信することができ、被測定物２１のビームＯＴＡテストを行うことができる。

図５、図６に示すように、本実施形態は従来の暗室パターンのテスト方法と異なり、第１のホーンアンテナアレイ２３及び第２のホーンアンテナアレイ２４がそれぞれ２つの円心（即ち第１の円心Ｃ１及び第２の円心Ｃ２）に焦点をあてて配列される特性を利用するだけでよく、アンテナアレイ２２は第１の円心Ｃ１においてビーム成形技術で放射し、第１のホーンアンテナアレイ２３及び第２のホーンアンテナアレイ２４と複数の曲げ導波路２５を結合させることで、被測定物２１は第２の円心Ｃ２（他の円心）においてビーム成形で受信することができる。当然ながら放射端としてのアンテナアレイ２２は第１の円心Ｃ１において受信端としてもよく、受信端としての被測定物２１は第２の円心Ｃ２において放射端としてもよく、このようにパターン一放射一受信の測定を行うことができる。

また、第１のホーンアンテナアレイ２３及び第２のホーンアンテナアレイ２４の配列解像度は、第１のホーンアンテナアレイ２３及び第２のホーンアンテナアレイ２４におけるホーンアンテナの数、ホーンアンテナ間のピッチ、及び被測定物２１とアンテナアレイ２２のそれぞれから第１のホーンアンテナアレイ２３と第２のホーンアンテナアレイ２４までの距離に応じて決められる。ここで説明しておきたいのは、本実施形態において、複数の曲げ導波路２５が放射端インタフェースのビーム成形を受信端インタフェースの定義角度に案内するため、反射面を介してビームピークパワーレベル（ｂｅａｍ ｐｅａｋ ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅｌ）と位相（ｐｈａｓｅ）の測定をする必要がない点である。

また、ここで説明しておきたいのは、本実施形態における経路長さが自由空間の経路長さ（即ち放射端のアンテナアレイ２２から第１のホーンアンテナアレイ２３までの距離、及び被測定物２１から第２のホーンアンテナアレイ２４までの距離）であり、複数の曲げ導波路２５にはいかなる経路損失もないと仮定するため、本実施形態における経路損失は定数として設定することができる点である。このように、被測定物２１（即ち受信端）の特定受信角度や回転方向におけるゲインは、受信されたＳＮＲ（またはパワー）とその他既知のパラメータとに基づいて、測定と上記式（１）の算出により得ることができ、次にパワーレベルスイープの数値化ダイヤグラム（図７参照）により被測定物２１のアンテナパターンを得ることができる。しかしながら、他の場合において、複数の曲げ導波路２５には経路損失（異なる角度によって導波路の長さは少し異なるため）があるとすると、本実施形態における経路損失は経路損失Ｐ_Ｌ（θ，φ）として表すことができる。

一つの実施形態において、自由空間の経路長さ（即ち放射端のアンテナアレイ２２から第１のホーンアンテナアレイ２３までの距離、及び被測定物２１から第２のホーンアンテナアレイ２４までの距離）がそれぞれアンテナアレイ２２の遠隔（ｆａｒ−ｆｉｅｌｄ）距離と被測定物２１の遠隔距離よりも小さい場合、補償モデルを導入する必要がある。

図７は、Ｓ２１信号が被測定物を通過するパワーレベルスイープの数値化ダイヤグラム（９×９ホーンアンテナアレイを例とする）である。放射端は第１の円心Ｃ１において順次に９×９ホーンアンテナアレイに向けてビーム成形で指向性放射し、受信端は第２の円心Ｃ２においてボアサイト（ｂｏｒｅｓｉｇｈｔ）を０度に固定し、正Ｙ軸に沿って受信する。図７から分かるように、パワーレベルはｐｈｉ（即ちφ）＝０、ｔｈｅｔａ（即ちθ）＝０の場合に最大値となり、水平偏波（例えば図７の左に示すＨ）及び垂直偏波（例えば図７の右に示すＶ）のいずれの場合にもビーム成形製品テストの目的を達成することができる。

図８に示すように、本実施形態は、被測定物２１を回転させるための回転モータ２６をさらに備える。このように、応用上の自由度は向上する。

また、本実施形態は、アンテナアレイ２２に接続可能なビーム成形回路（図示せず）をさらに備える。

図９Ａ及び図９Ｂは、被測定物２１の回転を示した模式図である。被測定物２１のビーム幅（ｂｅａｍｗｉｄｔｈ）が解像度×ｎ＋ｍ（ｎは≧０の整数であり、０＜ｍ＜解像度、ｍは整数である）である場合に、搭載される回転モータ２６（ビーム指向と反対の方向）により被測定物２１のビームを放射端ボアサイトまたは解像度の整数倍とする角度に向け、本実施形態を用いて測定を行うことができる。例えば、被測定物２１のビーム指向がＸ軸回転−９度及びＺ軸回転−９度の場合、搭載される回転モータ２６は、被測定物２１のアンテナ面を反対方向にＸ軸回転＋９度及びＺ軸回転＋９度に回転することができ、指向性ビームの測定を行うことができる。

簡単に言えば、本実施形態において円形配列のホーンアンテナアレイと曲げ導波路とを結合することで、放射端と受信端とで同時に三次元ビーム成形の測定を行うことを実現できる。本実施形態は、ビーム成形検証と測定の時間を効果的に低減させることができる。つまり、ビーム切り替え時間に必要とする角度ポイントを乗じるだけで完成することができる。また、本実施形態は、反射面または煩雑な機構部品を用いることなく、曲げ導波路とホーンアンテナアレイを利用するだけでよいため、測定コストを効果的に低減させることができる。

［第３の実施形態］
図１０は本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム３の実施形態を示した模式図である。本発明に係る高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム３は、アンテナアレイ３２と、立体楕円曲面３３とを備え、被測定物３１に対してテストを行う。被測定物３１はビーム成形能力を備え、被測定物３１の平面はアンテナアレイ３２の平面と互いに直交し、アンテナアレイ３２は立体楕円曲面３３の第２の焦点Ｆ２に設けられ、ビーム成形技術で放射し、一次反射を介して被測定物３１は立体楕円曲面３３の第１の焦点Ｆ１において受信することで、被測定物３１のビームＯＴＡテストの目的を達成する。本実施形態において、前記電磁波ガイド装置は実質的に少なくとも立体楕円曲面３３を含む。

言い換えれば、本実施形態において、立体楕円曲面方程式の両焦点（即ち第１の焦点Ｆ１及び第２の焦点Ｆ２）の特性を利用して、第２の焦点Ｆ２に位置するアンテナアレイ３２（即ち放射端）はビーム成形技術で放射し、一次反射を介して他の焦点（即ち第１の焦点Ｆ１）の被測定物３１（即ち受信端）においてビーム成形技術で受信することができ、その反射角度は入射角度と楕円曲面方程式に基づいて算出することができる。パターン一放射一受信の測定を行うために、当然ながら第２の焦点Ｆ２の放射端は受信端としてもよく、第１の焦点Ｆ１の受信端は放射端としてもよい。また、ここで説明しておきたいのは、本実施形態における楕円曲面特性により本実施形態の経路長さがいずれも同一であるため、本実施形態における経路長さは定数として設定することができる点である。このように、被測定物３１の特定受信角度と回転方向におけるゲインは、受信されたＳＮＲ（またはパワー）とその他既知のパラメータとに基づいて、測定と上記式（１）の算出とにより得ることができ、次にパワーレベルスイープの数値化ダイヤグラムにより被測定物３１のアンテナパターンを得ることができる。しかしながら、他の場合において、本実施形態の反射曲面特性を考慮すると、本実施形態の経路長さはＰ_Ｌ（θ，φ）として表すことができる。

ここで説明しておきたいのは、この実施形態において、被測定物３１の平面とアンテナアレイ３２の平面とは互いに直交する状態であるため、被測定物３１の平面が放射端の平面に垂直することでビーム成形の被覆範囲を効果的に利用することができる。

また、本実施形態は、アンテナアレイ３２に接続可能なビーム成形回路（図示せず）をさらに備える。

図１０に示すように、立体楕円曲面３３における長軸ａと短軸ｂとの比が１．３であることを例とし、１／４面積の立体楕円曲面３３を利用することで、放射端と受信端の双方で同時にビーム成形の測定を行うことができる。従って、この実施形態は、ビーム成形検証と測定の時間を効果的に短縮することができる。また、１／４面積の立体楕円曲面３３は、測定可能な角度が９０−ａｒｃ（ｓｉｎ（ｂ／ａ））＝３９．７度である。ここで説明しておきたいのは、この実施形態において、１／４面積の立体楕円曲面３３のほか、立体楕円曲面３３は１／８面積の立体楕円反射面または局所面積の立体楕円反射面であってもよい点である。

また、ここで説明しておきたいのは、本発明の実施形態において、Ｙ軸へ立体楕円曲面を延長すると、測定角度の範囲を増加することができる点である。被測定物３１がＸ−Ｙ平面（水平面）に平らに設置すると、閉塞効果（ｂｌｏｃｋａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ）を最低限まで低減させることができる。図１１ＡはＳ２１パワーレベルスイープの模擬効果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂとの比が１．１であり、ｂ値が２５０ｍｍ、５００ｍｍ、７５０ｍｍである条件下）を示す。図１１Ａの模擬結果から分かるように、長軸ａと短軸ｂとの比が一定の場合において、異なるｂ値によって近接の反射特性を得ることができる。

図１１ＢはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂとの比が１．３であり、ｂ値が２５０ｍｍ、５００ｍｍ、７５０ｍｍである条件下）を示す。図１１Ｂの模擬結果から分かるように、長軸ａと短軸ｂとの比が一定の場合において、異なるｂ値によっても近接の反射特性を得ることができる。図１１Ａ及び図１１Ｂは、第１の焦点Ｆ１において一定の９０度で受信し、第２の焦点Ｆ２において異なる入射角度即ち異なるスイープ角度（ｓｗｅｅｐ ａｎｇｌｅ）でスイープされた第１の焦点Ｆ１における被測定物のパワーレベルを示す。

図１２ＡはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂとの比が１．１であり、ｂ値が２５０ｍｍである条件下）を示す。図１２Ａの模擬結果から分かるように、被測定物のパワーピーク（ｐｏｗｅｒ ｐｅａｋ）の角度は原焦点からの放射角度である。

図１２ＢはＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、長軸ａと短軸ｂとの比が１．３であり、ｂ値が２５０ｍｍである条件下）を示す。同様に、図１２Ｂの模擬結果から分かるように、被測定物のパワーピークの角度は原焦点からの放射角度である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、第１の焦点Ｆ１においてＢｅａｍの異なる角度、即ち異なる被測定物スイープ角度（ＤＵＴ Ｓｗｅｅｐ ａｎｇｌｅ）で受信し、第２の焦点Ｆ２から放射しスイープして得られたパワーレベルを示す。

図１３はＳ２１パワーレベルスイープの模擬結果（１／４面積の立体楕円曲面、ｂ値が一定の２５０ｍｍである条件下）を示す。図１３の模擬結果から分かるように、異なる比率（即ち長軸ａと短軸ｂとの比）によって走査範囲（ｓｃａｎ ｃｏｖｅｒａｇｅ）も異なり、比率が大きいほど、角度の識別度が低くなり、逆に比率が小さいほど、角度の識別度が高くなる。従って、比率を１．１〜１．５としかつ曲面を大きくすることでより広い反射範囲を達成することにより、各種の異なる応用の需要を満たすことができる。

簡単に言えば、本実施形態は主として立体楕円方程式における両焦点の特性を利用して実際の立体楕円曲面または区分的（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ）曲面で高速ビームＯＴＡテストを実現することができ、反射プレートまたは煩雑な機構部品を使用必要がないため、測定コストを効果的に低減させることができる。

上記のように、本発明に係る前記各具体的な実施形態は、ビーム成形技術を備えた電子プローブを用いて電子的スイープを行い、また、反射平面のデザインに合わせて、被測定物の異なる角度でのテストの目的を達成することができる。本発明は電子的スイープ方法を採用するため、速度および精度において機械的スイープの制限を突破することができる。また、本発明は電子式プローブを採用するため、ＯＴＡテストシステム全体の統合上、自動化テストの自由度をさらに備える。

上記実施形態は本発明の技術的原理、特徴及びその効果を例示的に説明するものに過ぎず、本発明を限定するためのものではない。所属する技術分野において通常知識を有する者により本発明の主旨を逸脱しない範囲でそれらの実施態様に対して種々に修正や変更を施すことが可能である。本発明の教示内容により完成された修飾や変更は本発明の特許請求の範囲に入るものとすべきである。従って、本発明の権利保護範囲は、後述の特許請求の範囲のとおりである。

１ 高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム
１１ 被測定物
１２ アンテナアレイ
１３ 反射プレート
１４ ビーム成形回路
２ 高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム
２１ 被測定物
２２ アンテナアレイ
２３ 第１のホーンアンテナアレイ
２４ 第２のホーンアンテナアレイ
２５ 曲げ導波路
２６ 回転モータ
３ 高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム
３１ 被測定物
３２ アンテナアレイ
３３ 立体楕円曲面
Ｃ１ 第１の円心
Ｃ２ 第２の円心
Ｆ１ 第１の焦点
Ｆ２ 第２の焦点

Claims (16)

1. 複数の放射方向に対してそれぞれテストビームを放射するアンテナアレイと、
   前記テストビームを案内する電磁波ガイド装置と、
   被測定物が搭載され、前記被測定物が案内された該テストビームを複数の受信方向からそれぞれ受信するように制御するテスト機器と、
   前記テスト機器及び前記アンテナアレイに電気的に接続され、少なくとも前記被測定物が前記複数の受信方向に対応して受信したパワーと前記アンテナアレイの放射パワーとに基づいて前記被測定物のアンテナパターンを算出するコントローラと、
   を備える、高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
2. 前記電磁波ガイド装置は、互いに対向して設置されかつ前記被測定物と前記アンテナアレイとの間に位置する２つの反射プレートを備え、
   前記テストビームが前記アンテナアレイ、前記被測定物及び前記２つの反射プレートの間で伝達することで前記被測定物のビームＯＴＡテストを行う、請求項１に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
3. 前記伝達は直接伝送、一次反射、二次反射、及び三次反射を含む、請求項２に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
4. 前記電磁波ガイド装置は、
   第１の円心及び第２の円心にそれぞれ焦点をあてて配列された第１のホーンアンテナアレイ及び第２のホーンアンテナアレイと、
   前記第１のホーンアンテナアレイと前記第２のホーンアンテナアレイとの間に接続された複数の曲げ導波路と、を備え、
   前記アンテナアレイが前記第１の円心において順次に前記第１のホーンアンテナアレイに向けてビーム成形により前記テストビームを放射し、前記複数の曲げ導波路によって案内された後、ビーム成形機能を有する被測定物が前記第２の円心において前記テストビームを受信することで、前記被測定物のビームＯＴＡテストを行う、請求項１に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
5. 前記被測定物に接続された回転モータをさらに備える、請求項４に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
6. 前記アンテナアレイが前記第２の円心において順次に前記第２のホーンアンテナアレイに対して前記テストビームをビーム成形で放射する場合、前記被測定物は前記第１の円心において前記テストビームを受信する、請求項４に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
7. 前記第１のホーンアンテナアレイ及び前記第２のホーンアンテナアレイの解像度は、前記第１のホーンアンテナアレイと前記第２のホーンアンテナアレイにおけるホーンアンテナの数、前記ホーンアンテナ間のピッチ、および前記アンテナアレイと前記被測定物から前記ホーンアンテナアレイまでの距離に応じて決められる、請求項４に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
8. 前記複数の曲げ導波路は、前記アンテナアレイのビーム成形を受信端の定義角度に案内するものであり、前記被測定物は前記受信端に設けられている、請求項４に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
9. 前記電磁波ガイド装置は立体楕円曲面を備え、
   前記アンテナアレイの平面は、ビーム成形機能を有する被測定物の平面と互いに直交し、前記アンテナアレイは、前記立体楕円曲面の第１の焦点において前記テストビームをビーム成形で放射し、前記立体楕円曲面の反射を介して、前記被測定物が前記立体楕円曲面の第２の焦点において前記テストビームを受信することで、前記被測定物のビームＯＴＡテストを行う、請求項１に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
10. 前記反射の角度は、入射角度と楕円曲面方程式とに基づいて算出して得られるものである、請求項９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
11. 前記楕円曲面は１／４面積の立体楕円曲面、１／８面積の立体楕円曲面または局所面積の立体楕円曲面である、請求項９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
12. 前記立体楕円曲面の長軸は、測定画角の範囲を増加するために、前記第１の焦点及び第２の焦点の方向に延在する、請求項９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
13. 前記被測定物は、閉塞効果（ｂｌｏｃｋａｇｅ ｅｆｆｅｃｔ）を低減させるためにＸ−Ｙ水平面に設けられている、請求項９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
14. 前記アンテナアレイに接続されかつビーム成形の電子スイーププローブを有するビーム成形回路をさらに備える、請求項２、４または９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
15. 前記ビーム成形回路はネットワーク分析機械、信号発生器、信号分析機械または基本周波数機器に接続されている、請求項１４に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。
16. 前記ビームＯＴＡテストはミリ波（ｍｍＷａｖｅ）第五世代移動通信（５Ｇ）のビームＯＴＡテストである、請求項２、４または９に記載の高速ＯＴＡ生産ラインテストプラットフォーム。