JP2021156596A - 温度試験装置及び温度試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＴＡ試験環境においてＤＵＴの送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる温度試験装置を提供する。【解決手段】ＤＵＴの送信特性又は受信特性を測定するための無線信号をＤＵＴのアンテナとの間で送信又は受信する試験用アンテナと、クワイエットゾーンを含む空間領域を取り囲む断熱材からなる断熱筐体と、空間領域の温度を制御する温度制御装置と、空間領域の温度が制御された状態でＤＵＴの姿勢が変化されるごとにＤＵＴの送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置と、を備え、温度制御装置と断熱筐体は、温度制御装置により温度制御された空気が通るパイプ３１により接続され、該空気が断熱筐体に導入される断熱筐体とパイプとの接続箇所に、該空気をガイドする気体ガイド１２０が設けられている。【選択図】図１１

Description

本発明は、ＯＴＡ（Over The Air）環境の電波暗箱を用いて、被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置及び温度試験方法に関する。

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。

無線端末の設計開発会社又はそ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。

４Ｇ、あるいは４Ｇアドバンスから５Ｇへの世代移行に伴い、上述した性能試験の試験方法も変わりつつある。例えば、５Ｇ ＮＲ（New Radio）システム用の無線端末（以下、５Ｇ無線端末）を被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）とする性能試験においては、４Ｇや４Ｇアドバンス等の試験で主流であったＤＵＴのアンテナ端子と試験装置とを有線接続する方法は、高周波回路にアンテナ端子を付けることによる特性劣化、又は、アレーアンテナの素子数が多くアンテナ端子を全素子に付けることがスペース面・コスト面を考慮して現実的でないことなどの理由で使用できない。このため、ＤＵＴを試験用アンテナとともに周囲の電波環境に影響されない電波暗箱の中に収容し、試験用アンテナからＤＵＴに対する試験信号の送信と、試験信号を受信したＤＵＴからの被測定信号の試験用アンテナでの受信とを無線通信により行う、いわゆるＯＴＡ試験が行われるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

ＯＴＡ試験としては、常温における試験の他に、高温（例えば、５５℃）及び低温（例えば、−１０℃）にＤＵＴ周囲の温度を振った温度試験が必要となる。その際、ＤＵＴ周囲の温度を保持するために、ＤＵＴ周囲に断熱材でできた断熱筐体を取り付けるが、その断熱筐体による測定結果の劣化（すなわち、Quality of quiet zoneの劣化）を低減する断熱筐体の構造が望ましい。ここで、クワイエットゾーン（quiet zone）とは、ＯＴＡ試験環境を構成する電波暗箱において、ＤＵＴが試験用アンテナからほぼ均一な振幅と位相で照射される空間領域の範囲を表す概念である（例えば、非特許文献１参照）。クワイエットゾーンの形状は、通常、球形である。このようなクワイエットゾーンにＤＵＴを配置することにより、周りからの散乱波の影響を抑えた状態でＯＴＡ試験を行うことが可能になる。また、温度試験では、温度制御された空気が断熱筐体に送られ、断熱筐体内の温度が制御される。

特願２０１８−２２３９４２ 特許第４７１８４３７号公報

3GPP TR 38.810 V16.2.0 (2019-03)

特許文献２に記載の環境試験装置では、試験室に隣接して配置された空調室に、空調室の空気を加熱する加熱器や空気を冷却するヒートパイプ及び吸熱フィンが設けられ、空調室の空気の温度を調整できるようになっている。この空調室は、貫通孔を介して試験室と連通されている。

しかしながら、特許文献２に記載の環境試験装置では、空調室に設けられた送風機により、空調室内の空気が貫通孔から試験室に強制的に送り込まれるようになっているだけであり、試験室内の温度を迅速に均一にすることは考慮されていなかった。

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、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる温度試験装置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、本発明に係る温度試験装置は、被試験アンテナ（１１０）を有する被試験対象（１００）の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置（１）であって、周囲の電波環境に影響されない内部空間（５１）を有する電波暗箱（５０）と、前記内部空間に収容され、前記被試験アンテナとの間で無線信号を送信又は受信する試験用アンテナ（６）と、前記内部空間に収容され、前記被試験対象が配置されるクワイエットゾーンを含む空間領域（７１）を取り囲む断熱材からなる断熱筐体（７０）と、前記空間領域の温度を制御する温度制御装置（３０）と、前記温度制御装置により前記空間領域の温度が制御された状態で前記試験用アンテナを使用して、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置（２）と、を備え、前記温度制御装置と前記断熱筐体は、前記温度制御装置により温度が制御された気体が通るパイプ（３１）により接続され、前記気体が前記断熱筐体に導入される前記断熱筐体と前記パイプとの接続箇所に、前記気体をガイドする気体ガイド（１２０）が設けられた構成である。

上記のように、温度制御装置と断熱筐体が、温度制御装置により温度が制御された気体が通るパイプにより接続され、該気体が断熱筐体に導入される断熱筐体とパイプとの接続箇所に、気体をガイドする気体ガイドが設けられている。この構成により、温度制御された気体が、断熱筐体内で気体ガイドにより所望の方向にガイドされるので、断熱筐体内で気体を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記気体ガイドは、前記パイプから前記断熱筐体内への前記気体の流入方向に沿って配置された湾曲したガイド板（１２１）を含む構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、パイプから断熱筐体に導入される気体の流速を落とすことなく効率的に気体をガイドすることができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記気体ガイドは、前記ガイド板の側部から起立した補助ガイド板（１２２）を含む構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、ガイド板によりガイドされる気体が側方に逸れるのを阻止しつつ、効率的に気体をガイドすることができるので、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記気体ガイドは、前記断熱筐体内の前記パイプの開口部（３１ａ）と前記被試験対象が配置される位置との間に配置されたカバー板（１２３）を含む構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、パイプの開口部から断熱筐体に導入される気体が、カバー板に遮られて被試験対象に直接当たらないようになっている。通常、パイプの開口部から断熱筐体に導入される気体は、設定温度が室温より低い温度（例えば−１０℃）の場合は、その設定温度よりも更に低い温度（例えば−２０℃）になっており、設定温度が室温より高い温度（例えば＋５５℃）の場合は、設定温度よりも更に高い温度（例えば８０℃）になっている。このような低温又は高温の気体が被試験対象に直接当たると、被試験対象が破損する危険性がある。パイプの開口部と被試験対象の間にカバー板が設けられることにより、パイプから断熱筐体に導入される低温又は高温の気体が被試験対象に直接当たることを防ぐことができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記気体ガイドは、前記断熱筐体内の前記パイプを包囲するように前記気体ガイドの周囲に取り付けられた電波吸収体（１２５）を備え、前記電波吸収体は、前記パイプから前記断熱筐体に導入された前記気体の流路に開口部（１２５ａ）を有する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、試験用アンテナから放射されリフレクタで反射して送られてくる電波が、金属製のパイプにより反射や散乱されることがなく、被試験対象のアンテナから放射された電波が、金属製のパイプにより反射や散乱されることがない。これによってクワイエットゾーンに配置される被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際の外乱を低減することができる。また、電波吸収体は、パイプから断熱筐体に導入された気体の流路に開口部を有しているので、該気体が電波吸収体に妨げられることなく該開口部から断熱筐体内に送り込まれる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記パイプは、前記断熱筐体内の端部に前記パイプの管路を曲げる屈曲部（３１ｂ）を備える構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、パイプから断熱筐体に導入される気体が、屈曲部により所望の方向に向けられて開口部から放出されるので、断熱筐体内で気体を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記屈曲部は、水平方向又は鉛直方向に屈曲しており、前記気体ガイドは、前記パイプから前記断熱筐体に導入される前記気体を渦状に流すように、前記水平方向又は鉛直方向に沿って配置された構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、断熱筐体内で気体を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。本構成は、パイプの開口部が断熱筐体の側壁部のほぼ中間の高さに設けられている場合に好適である。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記屈曲部は、水平方向から傾斜した方向に屈曲しており、前記気体ガイドは、前記パイプから前記断熱筐体に導入される前記気体を螺旋状に流すように、前記傾斜した方向に沿って配置された構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、断熱筐体内で気体を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。本構成は、パイプの開口部が断熱筐体の側壁部の上方又は下方に設けられている場合に好適である。

また、本発明に係る温度試験方法は、上記いずれかに記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップ（Ｓ２）と、前記クワイエットゾーン内に配置された前記被試験対象の姿勢を順次変化させる姿勢可変ステップ（Ｓ４）と、前記温度制御ステップにより前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップ（Ｓ７）と、を含む構成である。

上述のように、本発明に係る温度試験方法に用いられる温度試験装置において、温度制御装置と断熱筐体が、温度制御装置により温度が制御された気体が通るパイプにより接続され、該気体が断熱筐体に導入される断熱筐体とパイプとの接続箇所に、気体をガイドする気体ガイドが設けられている。この構成により、本温度試験方法では、温度制御された気体が、断熱筐体内で気体ガイドにより所望の方向にガイドされるので、断熱筐体内で気体を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる。

本発明によれば、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る温度試験装置全体の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の統合制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置におけるＮＲシステムシミュレータの機能構成を示すブロック図である。 アンテナＡＴと無線端末間の電波伝搬における近傍界及び遠方界を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置に用いられる反射型の試験用アンテナの構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における断熱筐体の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における温度制御装置による断熱筐体の内部の温度制御を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置に取り付けられる気体ガイドの斜視図である。 図９の気体ガイドの正面図である。 図９の気体ガイドの平面図である。 図９の気体ガイドの周囲に電波吸収体を設けた状態を示す図である。 断熱筐体の排気口及びその周囲の電波吸収体を示す図である。 温度試験装置の断熱筐体内に設けられた気体ガイドの配置を示す図である。 気体ガイドにより生じる断熱筐体内の渦状の気流の様子を示す図である。 気体ガイドにより生じる断熱筐体内の螺旋状の気流の様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置を用いて行う温度試験方法の概略を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る温度試験装置及び温度試験方法について、図面を参照して説明する。なお、各図面上の各構成要素の寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。

本実施形態に係る温度試験装置１は、アンテナ１１０を有するＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定するものである。このために、温度試験装置１は、ＯＴＡチャンバ５０と、試験用アンテナ６と、姿勢可変機構５６と、断熱筐体７０と、温度制御装置３０と、測定装置２と、を備えている。なお、本実施形態のＯＴＡチャンバ５０は、本発明の電波暗箱に対応する。

図１は、温度試験装置１の外観構造を示し、図２は、温度試験装置１の機能ブロックを示す。ただし、図１においては、ＯＴＡチャンバ５０について正面から透視した状態における各構成要素の配置態様を示している。

図１及び図２に示すように、ＯＴＡチャンバ５０は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５１を有している。試験用アンテナ６は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に収容され、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号をアンテナ１１０との間で送信又は受信するようになっている。姿勢可変機構５６は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１におけるクワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を順次変化させるようになっている。断熱筐体７０は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に収容され、クワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲む断熱材から構成されている。温度制御装置３０は、空間領域７１の温度を複数の所定温度に制御することができるようになっている。測定装置２は、統合制御装置１０、ＮＲシステムシミュレータ２０、及び信号処理部４０ａ、４０ｂを含み、温度制御装置３０により空間領域７１の温度が制御された状態で、姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００の姿勢が変化されるごとに、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行うようになっている。

温度試験装置１は、例えば、図１に示すような複数のラック９０ａを有するラック構造体９０と共に用いられ、各ラック９０ａに各構成要素を載置した態様で運用される。図１は、ラック構造体９０の各ラック９０ａに、それぞれ、統合制御装置１０、ＮＲシステムシミュレータ２０、温度制御装置３０、及びＯＴＡチャンバ５０を載置した例を示す。温度制御装置３０は、ラック９０ａに収容せず、ラック構造体９０とは別に設けるようにしてもよい。以下、各構成要素を説明する。

（ＯＴＡチャンバ）
ＯＴＡチャンバ５０は、５Ｇ用の無線端末の性能試験に際してのＯＴＡ試験環境を実現するものであって、図１、図２に示すように、例えば、直方体形状の内部空間５１を有する金属製の筐体本体部５２により構成されている。ＯＴＡチャンバ５０は、内部空間５１に、ＤＵＴ１００と、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と対向する試験用アンテナ６を、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を防ぐ状態に収容する。後で説明するが、試験用アンテナ６としては、例えば、ホーンアンテナ等の指向性を持ったミリ波用のアンテナを用いることができる。

ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１には、さらに、試験用アンテナ６から放射された無線信号をＤＵＴ１００のアンテナ１１０に向けて反射するリフレクタ７と、クワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲む断熱材からなる断熱筐体７０と、が収容されている。ＯＴＡチャンバ５０の内面全域、つまり、筐体本体部５２の底面５２ａ、側面５２ｂ及び上面５２ｃ全面には、電波吸収体５５が貼り付けられ、内部空間の無響特性を確保すると共に、外部への電波の放射規制機能が強化されている。このように、ＯＴＡチャンバ５０は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５１を有する電波暗箱を実現している。本実施形態で用いる電波暗箱は、例えば、Ａｎｅｃｈｏｉｃ型のものである。

（ＤＵＴ）
被試験対象とされるＤＵＴ１００は、例えばスマートフォン等の無線端末である。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、及びデジタル放送（ＤＶＢ−Ｈ、ＩＳＤＢ−Ｔ等）が挙げられる。また、ＤＵＴ１００は、５Ｇセルラ等に対応したミリ波帯の無線信号を送受信する無線端末であってもよい。

本実施形態において、ＤＵＴ１００は５Ｇ ＮＲの無線端末である。５Ｇ ＮＲの無線端末については、ミリ波帯の他、ＬＴＥ等で使用する他の周波数帯も含む既定の周波数帯を通信可能周波数範囲とすることが５Ｇ ＮＲ規格によって規定されている。要するに、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０は、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の被測定対象である既定の周波数帯（５Ｇ ＮＲバンド）の無線信号を送信又は受信するものである。アンテナ１１０は、例えばＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯアンテナ等のアレーアンテナであり、本発明における被試験アンテナに相当する。

本実施形態において、ＤＵＴ１００は、ＯＴＡチャンバ５０内での送受信特性に関する測定中、試験用アンテナ６を介して試験信号及び被測定信号を送受信できるようになっている。

（姿勢可変機構）
次に、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に設けられた姿勢可変機構５６について説明する。図１に示すように、ＯＴＡチャンバ５０の筐体本体部５２の内部空間５１側の底面５２ａには、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を順次変化させる姿勢可変機構５６が設けられている。姿勢可変機構５６は、例えば、２軸の各軸周りに回転する回転機構を備える２軸ポジショナである。姿勢可変機構５６は、試験用アンテナ６を固定した状態で、ＤＵＴ１００を２軸周りの回転自由度をもって回転させるようなＯＴＡ試験系（Combined-axes system）を構成する。具体的には、姿勢可変機構５６は、駆動部５６ａと、ターンテーブル５６ｂと、支柱５６ｃと、被試験対象載置部としてのＤＵＴ載置部５６ｄと、を有する。

駆動部５６ａは、回転駆動力を発生させるステッピングモータ等の駆動用モータからなり、例えば、底面５２ａに設置される。ターンテーブル５６ｂは、駆動部５６ａの回転駆動力により、互いに直交する２軸のうち一方の軸の周りに所定角度回転するようになっている。支柱５６ｃは、ターンテーブル５６ｂに連結され、ターンテーブル５６ｂから一方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力によりターンテーブル５６ｂと共に回転するようになっている。ＤＵＴ載置部５６ｄは、支柱５６ｃの側面から２軸のうちの他方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力により他方の軸の周りに所定角度回転するようになっている。ＤＵＴ１００は、ＤＵＴ載置部５６ｄに載置される。

なお、上記の一方の軸は、例えば、底面５２ａに対して鉛直方向に延びる軸（図中のＹ軸）である。また、上記の他方の軸は、例えば、支柱５６ｃの側面から水平方向に延びる軸である。このように構成された姿勢可変機構５６は、ＤＵＴ載置部５６ｄに保持されているＤＵＴ１００を、例えば、ＤＵＴ１００の中心を回転中心として、試験用アンテナ６およびリフレクタ７に対して３次元のあらゆる方向にアンテナ１１０が向く状態に順次姿勢を変化させ得るように回転させることができる。

（リンクアンテナ）
ＯＴＡチャンバ５０において、筐体本体部５２の所要位置には、ＤＵＴ１００との間でリンク（呼）を確立又は維持するための２種類のリンクアンテナ５、８が、それぞれ保持具５７、５９により取り付けられている。リンクアンテナ５は、ＬＴＥ用のリンクアンテナであり、ノンスタンドアローンモード（Non-Standalone mode）で使用される。一方、リンクアンテナ８は、５Ｇ用のリンクアンテナであり、５Ｇの呼を維持するために使用される。リンクアンテナ５、８は、姿勢可変機構５６に保持されるＤＵＴ１００に対して指向性を有するようにそれぞれ保持具５７、５９によって保持されている。なお、上記のリンクアンテナ５、８を使用する代わりに、試験用アンテナ６をリンクアンテナとして兼用することも可能であるため、以下においては、試験用アンテナ６がリンクアンテナの機能を兼ねるものとして説明する。

（近傍界と遠方界）
次に、近傍界と遠方界について説明する。図５は、無線端末１００Ａに向けてアンテナＡＴから放射された電波の伝わり方を示す模式図である。アンテナＡＴは、後で説明する一次放射器としての試験用アンテナ６と同等のものである。無線端末１００Ａは、ＤＵＴ１００と同等のものである。図５において、（ａ）は、電波がアンテナＡＴから無線端末１００Ａへ直接伝わるＤＦＦ（Direct Far Field）方式を示し、（ｂ）は、電波がアンテナＡＴから回転放物面を有する反射鏡７Ａを介して無線端末１００Ａへ伝わるＩＦＦ（Indirect Far Field）方式を示している。

図５（ａ）に示すように、アンテナＡＴを放射源とする電波は、同位相の点を結んだ面（波面）が放射源を中心にして球状に拡がりながら伝搬する性質がある。このとき、破線で示すような、散乱、屈折、反射などの外乱による生じる干渉波も発生する。また、放射源から近い距離では、波面は湾曲した球面（球面波）であるが、放射源から遠くなると波面は平面（平面波）に近くなる。一般に、波面を球面と考える必要のある領域が近傍界（NEAR FIELD）と呼ばれ、波面を平面とみなしてよい領域が遠方界（FAR FIELD）と呼ばれている。図５（ａ）に示す電波の伝搬にあって、無線端末１００Ａは、正確な測定を行ううえで、球面波を受信するよりも、平面波を受信する方が好ましい。

平面波を受信するためには、無線端末１００Ａが遠方界に設置される必要がある。ＤＵＴ１００内でのアンテナ１１０の位置及びアンテナサイズが分かっていないとき、遠方界は、アンテナＡＴから２Ｄ^２／λ以遠の領域となる。ここで、Ｄは、無線端末１００Ａの最大直線サイズ、λは電波の波長である。

具体的には、例えば、無線端末１００Ａの最大直線サイズＤ＝０．４ｍ、波長λ＝０．０１ｍ（２８ＧＨｚ帯の無線信号に相当）とした場合、アンテナＡＴからおおよそ３０ｍの位置が近傍界と遠方界との境界となり、それより遠い位置に無線端末１００Ａを置く必要が生じる。なお、本実施形態においては、最大直線サイズＤが、例えば、５ｃｍ（センチメートル）から３３ｃｍ程度のＤＵＴ１００の測定を想定している。

図５（ｂ）は、アンテナＡＴの電波を反射させて、無線端末１００Ａの位置にその反射波を到達させるように、回転放物面を有する反射鏡７Ａを配置する方法を示す（ＣＡＴＲ（Compact Antenna Test Range）方式）。この方法によれば、アンテナＡＴと無線端末１００Ａ間の距離を短縮でき、反射鏡７Ａの鏡面での反射後直ぐの距離から平面波の領域が拡がるため、伝搬ロスの低減効果も見込むことができる。平面波の度合は、同位相の波の位相差で表すことができる。平面波の度合として許容し得る位相差は、例えば、λ／１６である。位相差は、例えば、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（ＶＮＡ）で評価することができる。

（試験用アンテナ）
次に、試験用アンテナ６について説明する。

試験用アンテナ６は、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号を、アンテナ１１０との間でリフレクタ７を介して送信又は受信するようになっている。試験用アンテナ６は、水平偏波アンテナ６Ｈと垂直偏波アンテナ６Ｖを備えている（図２参照）。リフレクタ７は、後述するオフセットパラボラ（図６参照）型の構造を有するものである。リフレクタ７は、図１に示すように、ＯＴＡチャンバ５０の側面５２ｂの所要位置にリフレクタ保持具５８を用いて取り付けられている。

リフレクタ７は、その回転放物面から定まる焦点位置Ｆに配置されている一次放射器としての試験用アンテナ６から放射された試験信号の電波を回転放物面で受け、姿勢可変機構５６に保持されているＤＵＴ１００に向けて反射させる（送信時）。また、リフレクタ７は、上記試験信号を受信したＤＵＴ１００がアンテナ１１０から放射する被測定信号の電波を回転放物面で受け、該試験信号を放射した試験用アンテナ６に向けて反射させる（受信時）。すなわち、リフレクタ７は、試験用アンテナ６とアンテナ１１０との間で送受信される無線信号の電波を、回転放物面を介して反射するようになっている。

図６は、リフレクタ７の構造を示す模式図である。リフレクタ７は、オフセットパラボラ型であり、回転放物面の軸に対して非対称な鏡面（真円型のパラボラの回転放物面の一部を切り出した形状）を有している。一次放射器としての試験用アンテナ６は、そのビーム軸ＢＳが回転放物面の軸ＲＳに対して、例えば、角度α（例えば３０°）傾いたオフセット状態にて、オフセットパラボラの焦点位置Ｆに配置されている。別言すれば、試験用アンテナ６は、仰角αでリフレクタ７に対向するように配置され、試験用アンテナ６の受信面が無線信号のビーム軸ＢＳに対して直角となる角度で保持される。

この構成により、試験用アンテナ６から放射された電波（例えば、ＤＵＴ１００に対する試験信号）を回転放物面で該回転放物面の軸方向と平行な方向に反射させるとともに、回転放物面の軸方向と平行な方向に回転放物面に対して入射する電波（例えば、ＤＵＴ１００から送信された被測定信号）を該回転放物面で反射させ、試験用アンテナ６へと導くことができる。オフセットパラボラは、パラボラ型に比べて、リフレクタ７自体が小さくて済むうえに、鏡面が垂直に近づくような配置が可能であるので、ＯＴＡチャンバ５０の構造を小型化し得る。

（断熱筐体）
次に、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に収容される断熱筐体７０について説明する。

図１及び図７に示すように、断熱筐体７０は、断熱材により構成され、少なくともクワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲んで密閉するようになっている。この空間領域７１には、ＤＵＴ１００と、ＤＵＴ載置部５６ｄと、支柱５６ｃの一部とが収容される。図７に示すように、試験用アンテナ６から送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の領域において、クワイエットゾーンＱＺに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直であるとともに、均一な厚みを有する平板状部分７０ａが形成されている。この平板状部分７０ａは、試験用アンテナ６から送信されて断熱筐体７０に入射する平面波とみなせる試験信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の部分に設けられている。

断熱筐体７０を構成する断熱材は、空気に近い誘電率を有し、誘電損失が小さい材料であることが望ましく、例えば、発泡スチロール（ＥＰＳ）、ポリメタクリルイミド硬質発泡体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの発泡体を用いることができる。

さらに、断熱筐体７０がＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に設置された状態で、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構５６を回転可能にするため、断熱筐体７０は、図１及び図７に示すように構成される。すなわち、断熱筐体７０は、支柱５６ｃの一部が貫通する貫通孔７２を有し、ターンテーブル５６ｂ及び支柱５６ｃと共に回転する円盤状の回転部７３と、回転部７３の外径にほぼ等しい内径を有し、回転部７３を摺動回転自在に収容する孔部７４と、を含む。例えば、断熱材でできた断熱筐体の一部を円盤状に切り抜くことで、回転部７３と、回転部７３の外径にほぼ等しい内径を有する孔部７４とを容易に形成することができる。

本実施形態の温度試験装置１においては、断熱筐体７０の内部の空間領域７１の空気をできるだけ外部に漏らさないようにしながら、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構５６を回すことが重要である。このとき、姿勢可変機構５６と共に回転する回転部７３と孔部７４との摩擦によって、断熱材でできた断熱筐体７０の耐久性が悪くなるという問題が生じる。この問題を解決するため、回転部７３の孔部７４に対向する側壁面と、孔部７４の回転部７３に対向する内壁面とのそれぞれに、側壁面と内壁面との間の摩擦を低減するための摩擦低減部材を設けることが望ましい。

このような摩擦低減部材は、摩擦係数が小さく自己潤滑性の高い材料であることが望ましく、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ＰＴＦＥ、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）などからなるフィルム又はシートを用いることができる。

（温度制御装置）
次に温度制御装置３０について説明する。

図８は、温度制御装置３０による断熱筐体７０の内部の温度制御を説明するための模式図である。温度制御装置３０は、断熱筐体７０の空間領域７１の空気の温度を複数の所定温度に制御できるようになっている。具体的には、温度制御装置３０は、不図示の温度制御用気体供給部と排気ファンとを備えている。排気ファンは、温度制御装置３０の筐体内に組み込まれていてもよいし、筐体外に設けられていてもよい。断熱筐体７０の内部には、空間領域７１の空気の温度を監視するための温度センサ３４が設けられている。温度センサ３４は、温度制御装置３０に接続されている。

温度制御装置３０と断熱筐体７０とは、パイプ３１、３２により接続されている。パイプ３１は、温度制御装置３０の温度制御用気体供給部により生成された加熱又は冷却された空気を、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０の内部に流入させるようになっている。また、パイプ３２は、パイプ３１からの空気の流入に伴って断熱筐体７０の内部から押し出される空気を、温度制御装置３０の排気ファンによりパイプ３２の開口部３２ａから断熱筐体７０の外部に排出させるようになっている。温度制御装置３０は、例えば、ユーザによる操作部１２（図３参照）の操作により入力された温度設定値に温度センサ３４の温度指示値が一致するように、上記の加熱又は冷却された空気を生成する。温度制御装置３０は、例えば−３０℃〜７０℃の範囲の任意の温度に調整した空気を断熱筐体７０に送り込むことにより、断熱筐体７０内の温度を制御する。

（気体ガイド）
次に、断熱筐体７０内の導風機構である気体ガイド１２０について説明する。

図９は、本実施形態に係る温度試験装置１に取り付けられる気体ガイド１２０を示す斜視図であり、図１０は図９の正面図であり、図１１は図９の平面図である。図９〜図１１に示すように、気体ガイド１２０は、温度制御装置３０からパイプ３１を通して断熱筐体７０内に送り込まれた温度制御用の気体（例えば空気）をガイドするものであり、断熱筐体７０とパイプ３１との接続箇所に設けられている。接続箇所とは、断熱筐体７０内でパイプ３１の端部がある個所又はその周辺の箇所を意味する。気体ガイド１２０は、断熱筐体７０の側壁部７０ｂの内面側に取り付けられるが（図１１、図１３参照）、パイプ３１に取り付けるようにしてもよい。なお、以下では、温度制御用の気体が空気であるとして説明する。

具体的には、図９〜図１１に示すように、パイプ３１は、断熱筐体７０内の端部にパイプ３１の管路３１ｅを曲げる屈曲部３１ｂを備えており、パイプ３１の開口部３１ａが断熱筐体７０の側壁部７０ｂの内壁面に沿う方向に向けられている。この構成により、パイプ３１から断熱筐体７０に導入される空気が、屈曲部３１ｂにより所望の方向に向けられて開口部３１ａから放出されるので、断熱筐体７０内で空気を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。なお、屈曲部３１ｂの屈曲角度は９０°に限定されるものではなく、任意の角度にし得る。

気体ガイド１２０は、パイプ３１から断熱筐体７０内への空気の流入方向に沿って配置された湾曲したガイド板１２１を含んでいる。この構成により、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気の流速を落とすことなく効率的に空気をガイドすることができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速（例えば３０分以内）に均一にすることができる。

気体ガイド１２０は、ガイド板１２１の側部から起立した補助ガイド板１２２を含んでいる。この構成により、ガイド板１２１によりガイドされる空気が側方に逸れるのを阻止しつつ、効率的に空気をガイドすることができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、気体ガイド１２０は、断熱筐体７０内のパイプ３１の開口部３１ａとＤＵＴ１００が配置される位置との間に配置されたカバー板１２３を含んでいる。この構成により、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気が、カバー板１２３に遮られてＤＵＴ１００に直接当たらないようになっている。通常、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気は、設定温度が室温より低い温度（例えば−１０℃）の場合は、その設定温度よりも更に低い温度（例えば−２０℃）になっており、設定温度が室温より高い温度（例えば＋５５℃）の場合は、設定温度よりも更に高い温度（例えば８０℃）になっている。このように低温又は高温の空気がＤＵＴ１００に直接当たると、ＤＵＴ１００が破損する危険性がある。パイプ３１の開口部３１ａとＤＵＴ１００の間にカバー板１２３が設けられることにより、低温又は高温の空気がＤＵＴ１００に直接当たることを防ぐことができる。

カバー板１２３は、パイプ３１側の板面１２３ｂがガイド方向に湾曲していてもよい。このようにすると、例えばパイプ３１が屈曲部３１ｂを有していない場合に、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気がカバー板１２３に突き当たっても、カバー板１２３の板面１２３ｂに沿ってスムーズに空気をガイド方向に誘導することができる。

本実施形態では、断熱筐体７０内のパイプ３１の端部は、カバー板１２３を含めてボックス状の板部材１２４によって囲われている。ボックス状の板部材１２４のうち、パイプ３１から導入された空気をガイドする方向のボックス面は開口部１２３ａとなっている。ボックス状の板部材１２４のうち、断熱筐体７０の側壁部７０ｂに取り付けられる側のボックス面には、パイプ３１を通す貫通孔が形成されている。

気体ガイド１２０は、例えば、発砲スチロール、塩化ビニル樹脂、プラスチック段ボールなどの任意の物質で構成することができる。

図１２に示すように、気体ガイド１２０は、断熱筐体７０内のパイプ３１を包囲するように気体ガイド１２０の周囲に取り付けられた電波吸収体１２５を備えている。この構成により、試験用アンテナ６から放射されリフレクタ７で反射して送られてくる電波が、金属製のパイプ３１により反射や散乱されることがなく、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波が、金属製のパイプ３１により反射や散乱されることがない。これによってクワイエットゾーンに配置されるＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際の外乱を低減することができる。また、電波吸収体１２５は、パイプ３１から断熱筐体７０に導入された空気の流路１２６に開口部１２５ａを有している。これにより、空気が電波吸収体１２５に妨げられることなく開口部１２５ａから断熱筐体７０内に送り込まれる。

図１３は、排気用の金属製のパイプ３２の端部、及びその周囲に設けられた電波吸収体１２９を示す図である。図１３に示すように、断熱筐体７０内のパイプ３２の端部には屈曲部３２ｂが設けられ、パイプ３２は、開口部３２ａにて上方向に開口している。パイプ３２の端部の周囲には、電波吸収体１２９が設けられており、試験用アンテナ６から放射されリフレクタ７で反射して送られてくる電波が、金属製のパイプ３２により反射や散乱されることがなく、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波が、金属製のパイプ３２により反射や散乱されることがないようになっている。これによってクワイエットゾーンに配置されるＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際の外乱を低減することができる。

具体的には、パイプ３２の端部を取り囲むボックス１３０が、断熱筐体７０の側壁部７０ｂに取り付けられ、ボックス１３０の外面に電波吸収体１２９が取り付けられている。ボックス１３０の上面側は開放され、電波吸収体１２９の開口部１２９ａが形成されており、断熱筐体７０内の空気がパイプ３２の開口部３２ａからパイプ３２を通って外部に排出されるようになっている。ボックス１３０は、断熱筐体７０の側壁部７０ｂに取り付けられる側のボックス面に、パイプ３２を通す貫通孔が形成されている。図１４は、断熱筐体７０内においてパイプ３１の端部に隣接して設けられた気体ガイド１２０、及びパイプ３２の端部を取り囲むように設けられた電波吸収体１２９の配置を示す図である。

図１５は、気体ガイド１２０により生じる断熱筐体７０内の渦状の気流１２７の様子を示す図である。図１５に示す態様では、屈曲部３１ｂは、水平方向に屈曲しており、気体ガイド１２０（特にガイド板１２１）は、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気を渦状に流すように、水平方向に沿って配置されている。この構成により、断熱筐体７０内で空気を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。この構成は、断熱筐体７０内の空気を効率的に撹拌するという観点から、パイプ３１の開口部３１ａが断熱筐体７０の側壁部７０ｂのほぼ中間（半分）の高さに設けられている場合に好適である。なお、屈曲部３１ｂが鉛直方向に屈曲し、気体ガイド１２０が、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気を鉛直面内で渦状に流すように、鉛直方向に沿って配置されるようにしてもよい。

図１６は、気体ガイド１２０により生じる断熱筐体７０内の螺旋状の気流１２８の様子を示す図である。図１６に示す態様では、屈曲部３１ｂは、水平方向から所定角度θだけ傾斜した方向に屈曲しており、気体ガイド１２０（特にガイド板１２１あるいはガイド板１２１によるガイド方向）も同様に傾斜して配置されている。これにより、気体ガイド１２０は、パイプ３１の開口部３１ａから断熱筐体７０に導入される空気を螺旋状に流すようにガイドするようになっている。この構成により、断熱筐体７０内で空気を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。この構成は、断熱筐体７０内の空気を効率的に撹拌するという観点から、パイプ３１の開口部３１ａが断熱筐体７０の側壁部７０ｂの上方又は下方に設けられている場合に特に適している（図１３参照）。

次に、本実施形態に係る温度試験装置１の統合制御装置１０及びＮＲシステムシミュレータ２０について、図２〜図４を参照して説明する。

（統合制御装置）
統合制御装置１０は、温度制御装置３０により空間領域７１の温度が制御された状態で、姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００の姿勢が変化されるごとに、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行うようになっている。統合制御装置１０は、以下に説明するように、ＮＲシステムシミュレータ２０、姿勢可変機構５６、及び温度制御装置３０を統括的に制御するものである。このために、統合制御装置１０は、例えばイーサネット（登録商標）等のネットワーク１９を介して、ＮＲシステムシミュレータ２０、姿勢可変機構５６、及び温度制御装置３０と相互に通信可能に接続されている。

図３は、統合制御装置１０の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、統合制御装置１０は、制御部１１、操作部１２、及び表示部１３を有している。制御部１１は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、例えば、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１ｃと、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１ｄと、図示しないハードディスク装置等の不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。

ＣＰＵ１１ａは、温度試験装置１の機能を実現するための所定の情報処理や、ＮＲシステムシミュレータ２０を対象とする統括的な制御を行うようになっている。ＲＯＭ１１ｂは、ＣＰＵ１１ａを立ち上げるためのＯＳ（Operating System）やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するようになっている。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するようになっている。外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１ｄは、所定の信号が入力される入力インタフェース機能と所定の信号を出力する出力インタフェース機能を有している。

外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、ネットワーク１９を介して、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して通信可能に接続されている。また、外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、ＯＴＡチャンバ５０における温度制御装置３０、及び姿勢可変機構５６ともネットワーク１９を介して接続されている。入出力ポートには、操作部１２及び表示部１３が接続されている。操作部１２は、コマンドなど各種情報を入力するための機能部であり、表示部１３は、上記各種情報の入力画面や測定結果等、各種情報を表示する機能部である。

上述したコンピュータ装置は、ＣＰＵ１１ａがＲＡＭ１１ｃを作業領域としてＲＯＭ１１ｂに格納されたプログラムを実行することにより制御部１１として機能する。制御部１１は、図３に示すように、呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、ＤＵＴ姿勢制御部１７、及び温度制御部１８を有している。呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、ＤＵＴ姿勢制御部１７、及び温度制御部１８も、ＣＰＵ１１ａがＲＡＭ１１ｃの作業領域でＲＯＭ１１ｂに格納された所定のプログラムを実行することにより実現されるものである。

呼接続制御部１４は、試験用アンテナ６を駆動してＤＵＴ１００との間で制御信号（無線信号）を送受信させることにより、ＮＲシステムシミュレータ２０とＤＵＴ１００との間に呼（無線信号を送受信可能な状態）を確立する制御を行う。

信号送受信制御部１５は、操作部１２におけるユーザ操作を監視し、ユーザによりＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定に係る所定の測定開始操作が行われたことを契機に、温度制御部１８での温度制御と、呼接続制御部１４での呼接続制御を経て、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して信号送信指令を送信する。さらに、信号送受信制御部１５は、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して、試験用アンテナ６を介して試験信号を送信させる制御を行うとともに、ＮＲシステムシミュレータ２０に信号受信指令を送信し、試験用アンテナ６を介して被測定信号を受信させる制御を行う。

ＤＵＴ姿勢制御部１７は、姿勢可変機構５６に保持されているＤＵＴ１００の測定時の姿勢を制御するものである。この制御を実現するために、例えば、ＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａが記憶されている。ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａは、例えば、駆動部５６ａとしてステッピングモータを採用している場合には、該ステッピングモータの回転駆動を決定する駆動パルス数（運転パルス数）を制御データとして格納している。

ＤＵＴ姿勢制御部１７は、ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａをＲＡＭ１１ｃの作業領域に展開し、該ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａに基づき、上述したように、アンテナ１１０が３次元のあらゆる方向に順次向くようにＤＵＴ１００が姿勢変化するよう姿勢可変機構５６を駆動制御する。

温度制御部１８は、操作部１２におけるユーザ操作を監視し、ユーザにより測定開始操作が行われたことを契機に、温度制御装置３０に温度制御指令を送信する。

（ＮＲシステムシミュレータ）
図４に示すように、本実施形態に係る温度試験装置１のＮＲシステムシミュレータ２０は、信号測定部２１、制御部２２、操作部２３、及び表示部２４を有している。信号測定部２１は、信号発生部２１ａ、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２１ｂ、変調部２１ｃ、ＲＦ部２１ｄの送信部２１ｅにより構成される信号発生機能部と、ＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆ、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２１ｇ、解析処理部２１ｈにより構成される信号解析機能部とを有している。

信号測定部２１の信号発生機能部において、信号発生部２１ａは、基準波形を有する波形データ、具体的には、例えば、Ｉ成分ベースバンド信号と、その直交成分信号であるＱ成分ベースバンド信号を生成する。ＤＡＣ２１ｂは、信号発生部２１ａから出力された基準波形を有する波形データ（Ｉ成分ベースバンド信号及びＱ成分ベースバンド信号）をデジタル信号からアナログ信号に変換して変調部２１ｃに出力する。変調部２１ｃは、Ｉ成分ベースバンド信号と、Ｑ成分ベースバンド信号とのそれぞれに対してローカル信号をミキシングし、さらに両者を合成してデジタル変調信号を出力する変調処理を行う。ＲＦ部２１ｄは、変調部２１ｃから出力されたデジタル変調信号から各通信規格の周波数に対応した試験信号を生成し、生成した試験信号を送信部２１ｅにより信号処理部４０ａ及び試験用アンテナ６を経由してＤＵＴ１００に向けて出力する。

また、信号測定部２１の信号解析機能部において、ＲＦ部２１ｄは、上記試験信号をアンテナ１１０により受信したＤＵＴ１００から送信された被測定信号を、信号処理部４０ｂを経由して受信部２１ｆで受信したうえで、該被測定信号をローカル信号とミキシングすることで中間周波数帯の信号（ＩＦ信号）に変換する。ＡＤＣ２１ｇは、ＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆでＩＦ信号に変換された被測定信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して解析処理部２１ｈに出力する。

解析処理部２１ｈは、ＡＤＣ２１ｇが出力するデジタル信号である被測定信号を、デジタル処理によって、Ｉ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号とにそれぞれ対応する波形データを生成したうえで、該波形データに基づいてＩ成分ベースバンド信号及びＱ成分ベースバンド信号を解析する処理を行う。解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する送信特性の測定において、例えば、等価等方放射電力（Equivalent Isotropically Radiated Power：ＥＩＲＰ）、全放射電力（Total Radiated Power：ＴＲＰ）、スプリアス放射、変調精度（ＥＶＭ）、送信パワー、コンスタレーション、スペクトラム等が測定可能である。また、解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する受信特性の測定において、例えば、受信感度、ビット誤り率（ＢＥＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）等が測定可能である。ここで、ＥＩＲＰは、被試験アンテナの主ビーム方向の無線信号強度である。また、ＴＲＰは、被試験アンテナから空間に放射される電力の合計値である。

制御部２２は、上述した統合制御装置１０の制御部１１と同様、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、各種入出力インタフェースを含むコンピュータ装置によって構成される。ＣＰＵは、信号発生機能部、信号解析機能部、操作部２３及び表示部２４の各機能を実現するための所定の情報処理や制御を行う。

操作部２３、表示部２４は、上記コンピュータ装置の入出力インタフェースに接続されている。操作部２３は、コマンド等各種情報を入力するための機能部であり、表示部２４は、上記各種情報の入力画面や測定結果等、各種情報を表示する機能部である。

本実施形態では、統合制御装置１０とＮＲシステムシミュレータ２０とを別装置としているが、１つの装置として構成してもよい。この場合には、統合制御装置１０の制御部１１とＮＲシステムシミュレータ２０の制御部２２とを統合して１つのコンピュータ装置により実現してもよい。

（信号処理部）
次に、信号処理部４０ａ、４０ｂについて説明する。

信号処理部４０ａは、送信部２１ｅと試験用アンテナ６の間に設けられ、アップコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等により構成されている。信号処理部４０ａは、試験用アンテナ６に出力する試験信号に対して、周波数変換（アップコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施すようになっている。

信号処理部４０ｂは、受信部２１ｆと試験用アンテナ６の間に設けられ、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等により構成されている。信号処理部４０ｂは、試験用アンテナ６から入力される被測定信号に対して、周波数変換（ダウンコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施すようになっている。

（温度試験方法）
次に、本実施形態に係る温度試験装置１を用いてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の温度依存性を測定する温度試験方法について、図１７のフローチャートを参照して説明する。

まず、ユーザは、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１内に設けられた姿勢可変機構５６のＤＵＴ載置部５６ｄに対して試験対象のＤＵＴ１００をセットする（ステップＳ１）。

次いで、ユーザは、統合制御装置１０の操作部１２を用いて、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性についての測定の開始を制御部１１に指示する測定開始操作を行う。この測定開始操作は、ＮＲシステムシミュレータ２０の操作部２３により行うようにしてもよい。

ＤＵＴ１００のセット作業が行われた後、統合制御装置１０の制御部１１は、操作部１２においてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定開始操作が行われたか否かを監視する。

制御部１１は、測定開始操作が行われていないと判定された場合、監視を続行する。一方、測定開始操作が行われたと制御部１１により判定された場合、温度制御部１８は、温度制御装置３０に対して温度制御指令を送信する。温度制御装置３０は、上記温度制御指令に基づき、空間領域７１の空気の温度を、あらかじめユーザによる操作部１２の操作により入力された複数の温度設定値に対応する複数の所定温度のいずれかに調整する制御を行う（温度制御ステップＳ２）。

次いで、制御部１１の呼接続制御部１４は、試験用アンテナ６を使用し、ＤＵＴ１００との間で制御信号（無線信号）を送受信することにより呼接続制御を実施する（ステップＳ３）。具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０は、ＤＵＴ１００に対して試験用アンテナ６を介して所定周波数を有する制御信号（呼接続要求信号）を無線送信する。一方、該呼接続要求信号を受信したＤＵＴ１００は、接続要求された周波数を設定したうえで制御信号（呼接続応答信号）を返信する。ＮＲシステムシミュレータ２０は、この呼接続応答信号を受信して正常に応答が行われたことを確認する。これら一連の処理が呼接続制御である。この呼接続制御により、ＮＲシステムシミュレータ２０とＤＵＴ１００との間に、試験用アンテナ６を介して所定周波数の無線信号を送受信可能な状態が確立される。

なお、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験用アンテナ６及びリフレクタ７を介して送られてくる無線信号をＤＵＴ１００により受信する処理は、ダウンリンク（ＤＬ）処理と称される。逆に、ＤＵＴ１００によりリフレクタ７及び試験用アンテナ６を介してＮＲシステムシミュレータ２０に対して無線信号を送信する処理は、アップリンク（ＵＬ）処理と称される。試験用アンテナ６は、リンク（呼）を確立する処理、ならびにリンク確立後のダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）の処理を実行するために用いられるものであり、リンクアンテナの機能を兼ねている。

ステップＳ３での呼接続の確立後、統合制御装置１０のＤＵＴ姿勢制御部１７は、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を姿勢可変機構５６により所定の姿勢に制御する（ステップＳ４）。

姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００が所定の姿勢に制御、設定された後、統合制御装置１０の信号送受信制御部１５は、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して信号送信指令を送信する。ＮＲシステムシミュレータ２０は、上記信号送信指令に基づき、試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に試験信号を送信する（ステップＳ５）。

ＮＲシステムシミュレータ２０による試験信号の送信は、以下のように実施される。ＮＲシステムシミュレータ２０（図４参照）において、信号発生部２１ａは、上記信号送信指令を受けた制御部２２の制御下で、試験信号を生成するための信号を発生する。次いで、ＤＡＣ２１ｂは、信号発生部により発生された信号をデジタル／アナログ変換処理する。次いで、変調部２１ｃは、デジタル／アナログ変換により得られたアナログ信号に変調処理を行う。次いで、ＲＦ部２１ｄは、変調信号から各通信規格の周波数に対応した試験信号を生成し、送信部２１ｅは、この試験信号（ＤＬデータ）を信号処理部４０ａに送る。

信号処理部４０ａは、試験信号に対して周波数変換（アップコンバート）、増幅、周波数選択等の信号処理を行い、試験用アンテナ６に送る。試験用アンテナ６は、試験信号をリフレクタ７を介してＤＵＴ１００に向けて出力する。

なお、信号送受信制御部１５は、ステップＳ５で試験信号送信の制御を開始した後、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了するまでの間、試験信号を適宜のタイミングで送信するよう制御する。

一方、ＤＵＴ１００は、試験用アンテナ６及びリフレクタ７を介して送られてくる試験信号（ＤＬデータ）を、ステップＳ４による上記姿勢制御に基づいて順次変化する異なる姿勢の状態でアンテナ１１０により受信するとともに、該試験信号に対する応答信号である被測定信号を送信する。

ステップＳ５で試験信号の送信を開始した後、引き続き、信号送受信制御部１５による制御下で受信処理が行われる（ステップＳ６）。この受信処理では、試験用アンテナ６が、上記試験信号を受信したＤＵＴ１００から送信される被測定信号を受信し、信号処理部４０ｂに出力する。信号処理部４０ｂは、被測定信号に対して周波数変換（ダウンコンバート）、増幅、周波数選択等の信号処理を行い、ＮＲシステムシミュレータ２０に出力する。

ＮＲシステムシミュレータ２０は、信号処理部４０ｂにより周波数変換された被測定信号を測定する測定処理を実行する（ステップＳ７）。

具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０のＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆは、信号処理部４０ｂにより信号処理された被測定信号を入力する。ＲＦ部２１ｄは、制御部２２の制御下で、受信部２１ｆに入力された被測定信号をより周波数が低いＩＦ信号に変換する。次いで、ＡＤＣ２１ｇは、制御部２２の制御下で、ＩＦ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して解析処理部２１ｈに出力する。解析処理部２１ｈは、Ｉ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号とにそれぞれ対応する波形データを生成する。さらに、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、前述の生成された波形データに基づいて被測定信号を解析する。

より具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０において、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、被測定信号の解析結果に基づいてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性を測定する。

例えば、ＤＵＴ１００の送信特性については次のように行う。まず、ＮＲシステムシミュレータ２０が、制御部２２の制御下で、試験信号としてアップリンク信号送信のリクエストフレームを送信する。ＤＵＴ１００は、該アップリンク信号送信のリクエストフレームに応答してアップリンク信号フレームを被測定信号としてＮＲシステムシミュレータ２０に送信する。解析処理部２１ｈは、このアップリンク信号フレームに基づいてＤＵＴ１００の送信特性を評価する処理を行う。

また、ＤＵＴ１００の受信特性については例えば次のように行う。解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験信号として送信した測定用フレームの送信回数と、測定用フレームに対してＤＵＴ１００から被測定信号として送信されるＡＣＫ及びＮＡＣＫの受信回数の割合をエラー率（ＰＥＲ）として算出する。

ステップＳ７において、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定結果を、ステップＳ２で制御された温度における送信特性及び受信特性として図示しないＲＡＭ等の記憶領域に記憶する。

次いで、統合制御装置１０の制御部１１は、所望の全ての姿勢に関してＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ４に戻って処理を続行する。

制御部１１は、全ての姿勢について測定が終了していると判定された場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、あらかじめユーザにより設定された全ての温度についてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。

制御部１１は、全ての温度について測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ２に戻って処理を続行する。制御部１１は、全ての温度について測定が終了していると判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、試験を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る温度試験装置１においては、温度制御装置３０と断熱筐体７０が、温度制御装置３０により温度が制御された空気が通るパイプ３１により接続され、該空気が断熱筐体７０に導入される断熱筐体７０とパイプ３１との接続箇所に、該空気をガイドする気体ガイド１２０が設けられている。この構成により、パイプ３１から断熱筐体７０に送り込まれる空気が、気体ガイド１２０により所望の方向にガイドされるので、断熱筐体７０内で空気を効率的に撹拌することができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。

また、気体ガイド１２０は、パイプ３１から断熱筐体７０に導入される空気を旋回させるように湾曲したガイド板１２１を備えている。この構成により、本実施形態に係る温度試験装置１は、パイプ３１から断熱筐体７０に導入される空気の流速を落とすことなく効率的に空気をガイドすることができ、それにより、断熱筐体７０内の温度を迅速に均一にすることができる。

なお、本発明は、電波暗箱だけではなく電波暗室にも適用できる。また、上記実施形態では、ＯＴＡチャンバ５０がＣＡＴＲ方式を採用したチャンバであるとしたが、本発明は、これに限らず、ＯＴＡチャンバ５０は、図５（ａ）に示したダイレクトファーフィールド方式を採用したチャンバであってもよい。

以上述べたように、本発明は、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体内の温度を迅速に均一にすることができるという効果を有し、無線端末の温度試験装置及び温度試験方法の全般に有用である。

１ 温度試験装置
２ 測定装置
５、８ リンクアンテナ
６ 試験用アンテナ
７ リフレクタ
７Ａ 反射鏡
１０ 統合制御装置
１１、２２ 制御部
１１ａ ＣＰＵ
１１ｂ ＲＯＭ
１１ｃ ＲＡＭ
１１ｄ 外部インタフェース部
１２、２３ 操作部
１３、２４ 表示部
１４ 呼接続制御部
１５ 信号送受信制御部
１７ ＤＵＴ姿勢制御部
１７ａ ＤＵＴ姿勢制御テーブル
１８ 温度制御部
１９ ネットワーク
２０ ＮＲシステムシミュレータ
２１ 信号測定部
２１ａ 信号発生部
２１ｂ ＤＡＣ
２１ｃ 変調部
２１ｄ ＲＦ部
２１ｅ 送信部
２１ｆ 受信部
２１ｇ ＡＤＣ
２１ｈ 解析処理部
３０ 温度制御装置
３１、３２ パイプ
３１ａ 開口部
３１ｂ 屈曲部
３１ｅ 管路
３４ 温度センサ
４０ａ、４０ｂ 信号処理部
５０ ＯＴＡチャンバ（電波暗箱）
５１ 内部空間
５２ 筐体本体部
５２ａ 底面
５２ｂ 側面
５２ｃ 上面
５５ 電波吸収体
５６ 姿勢可変機構
５６ａ 駆動部
５６ｂ ターンテーブル
５６ｃ 支柱
５６ｄ ＤＵＴ載置部
５７、５９ 保持具
５８ リフレクタ保持具
７０ 断熱筐体
７０ａ 平板状部分
７０ｂ 側壁部
７１ 空間領域
７２ 貫通孔
７３ 回転部
７４ 孔部
９０ ラック構造体
９０ａ ラック
１００ ＤＵＴ（被試験対象）
１００Ａ 無線端末
１１０ アンテナ（被試験アンテナ）
１２０ 気体ガイド
１２１ ガイド板
１２１ａ ガイド面
１２２ 補助ガイド板
１２２ａ、１２３ｂ 板面
１２３ カバー板
１２３ａ 開口部
１２４ ボックス状の板部材
１２５、１２９ 電波吸収体
１２５ａ、１２９a 開口部
１２６ 流路
１２７ 渦状の気流
１２８ 螺旋状の気流
１３０ ボックス
Ｆ リフレクタの焦点位置
ＱＺ クワイエットゾーン

Claims (9)

1. 被試験アンテナ（１１０）を有する被試験対象（１００）の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置（１）であって、
   周囲の電波環境に影響されない内部空間（５１）を有する電波暗箱（５０）と、
   前記内部空間に収容され、前記被試験アンテナとの間で無線信号を送信又は受信する試験用アンテナ（６）と、
   前記内部空間に収容され、前記被試験対象が配置されるクワイエットゾーンを含む空間領域（７１）を取り囲む断熱材からなる断熱筐体（７０）と、
   前記空間領域の温度を制御する温度制御装置（３０）と、
   前記温度制御装置により前記空間領域の温度が制御された状態で前記試験用アンテナを使用して、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置（２）と、を備え、
   前記温度制御装置と前記断熱筐体は、前記温度制御装置により温度が制御された気体が通るパイプ（３１）により接続され、前記気体が前記断熱筐体に導入される前記断熱筐体と前記パイプとの接続箇所に、前記気体をガイドする気体ガイド（１２０）が設けられた、温度試験装置。
2. 前記気体ガイドは、前記パイプから前記断熱筐体内への前記気体の流入方向に沿って配置された湾曲したガイド板（１２１）を含む、請求項１に記載の温度試験装置。
3. 前記気体ガイドは、前記ガイド板の側部から起立した補助ガイド板（１２２）を含む、請求項２に記載の温度試験装置。
4. 前記気体ガイドは、前記断熱筐体内の前記パイプの開口部（３１ａ）と前記被試験対象が配置される位置との間に配置されたカバー板（１２３）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度試験装置。
5. 前記気体ガイドは、前記断熱筐体内の前記パイプを包囲するように前記気体ガイドの周囲に取り付けられた電波吸収体（１２５）を備え、前記電波吸収体は、前記パイプから前記断熱筐体に導入された前記気体の流路に開口部（１２５ａ）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の温度試験装置。
6. 前記パイプは、前記断熱筐体内の端部に前記パイプの管路を曲げる屈曲部（３１ｂ）を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度試験装置。
7. 前記屈曲部は、水平方向又は鉛直方向に屈曲しており、前記気体ガイドは、前記水平方向又は鉛直方向に沿って配置されている、請求項６に記載の温度試験装置。
8. 前記屈曲部は、水平方向から傾斜した方向に屈曲しており、前記気体ガイドは、前記傾斜した方向に沿って配置されている、請求項６に記載の温度試験装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、
   前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップ（Ｓ２）と、
   前記クワイエットゾーン内に配置された前記被試験対象の姿勢を順次変化させる姿勢可変ステップ（Ｓ４）と、
   前記温度制御ステップにより前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップ（Ｓ７）と、を含むことを特徴とする温度試験方法。

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