JP2023055325A - Testing device and testing method - Google Patents
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Abstract
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を測定する際に、拡張現実(Augmented Reality:AR)技術を用いて被試験対象を測定位置へ配置する作業の支援を行う試験装置及び試験方法に関する。 The present invention uses an anechoic box in an OTA (Over The Air) environment to measure the transmission characteristics or reception characteristics of a test object using augmented reality (AR) technology. It relates to a test device and a test method that support the work of placing in.
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。 2. Description of the Related Art In recent years, with the development of multimedia, wireless terminals (smartphones, etc.) equipped with antennas for wireless communication such as cellular and wireless LAN have been actively produced. In the future, wireless terminals that transmit and receive wireless signals compatible with IEEE 802.11ad, 5G cellular, and the like, which use broadband signals in the millimeter wave band, will be particularly required.
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。 A wireless terminal design and development company or its manufacturing factory measures the output level and reception sensitivity of the transmission radio wave specified for each communication standard for the wireless communication antenna equipped with the wireless terminal, and satisfies the prescribed standards. A performance test is performed to determine whether
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システム(New Radio System)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1参照)。 With the generation shift from 4G or 4G Advanced to 5G, the test method for the performance test described above is also changing. For example, in a performance test in which a wireless terminal for a 5G NR system (New Radio System) (hereafter referred to as a 5G wireless terminal) is a device under test (DUT), 4G and 4G advanced tests are the mainstream. The method of connecting the antenna terminal of the DUT and the test equipment with a wire is due to the deterioration of the characteristics due to attaching the antenna terminal to the high frequency circuit, or the number of elements of the array antenna is large and attaching the antenna terminal to all elements is space and cost. It cannot be used for reasons such as being impractical considering the aspect. For this reason, the DUT is housed together with the test antenna in an anechoic box that is not affected by the surrounding radio wave environment. A so-called OTA test, in which reception by an antenna is performed by wireless communication, is now being conducted (see, for example, Patent Document 1).
OTA試験においては、周りからの散乱波の影響を抑えた状態での測定を可能にするために、DUTをクォーリティ・オブ・クワイエットゾーン(Quality of quiet zone)に配置することが望まれる。ここで、クォーリティ・オブ・クワイエットゾーン(以下、QoQZという)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)。 In the OTA test, it is desired to place the DUT in the Quality of Quiet Zone in order to enable measurement while suppressing the influence of scattered waves from the surroundings. Here, the Quality of Quiet Zone (hereinafter referred to as QoQZ) means the range of the spatial region in which the DUT is irradiated from the test antenna with substantially uniform amplitude and phase in the anechoic box that constitutes the OTA test environment. It is a concept (for example, see Non-Patent Document 1).
OTA試験では姿勢可変機構(ポジショナ)にDUTをセットし、DUTを回転させながら測定を行うが、その際にDUTがQoQZ内の測定に適した位置に設置されていないと測定精度が低下することになる。 In the OTA test, the DUT is set in the posture variable mechanism (positioner) and measured while rotating the DUT. At that time, if the DUT is not installed in a position suitable for measurement within the QoQZ, the measurement accuracy will decrease. become.
この種の従来の試験装置では、DUTをQoQZ内の測定に適した位置(測定精度の低下を来すことがない位置)に配置するための目印として、例えば、垂直軸及び水平軸を示す2本の赤色レーザー光を照射し、当該2本の赤色レーザー光の交点によってポジショナの回転中心を指し示す機構を有するものがあった。しかしながら、この従来のポジショナの構造では、2本の赤色レーザー光を照射するためのレーザーデバイスが必要であり、コスト高騰を招来するとともに、DUTに反射した赤色レーザー光が目に入る危険性がある等、安全性にも問題があった。
In this type of conventional test equipment, as a mark for arranging the DUT at a position suitable for measurement within the QoQZ (a position that does not cause a decrease in measurement accuracy), for example, the vertical axis and the
また、上記従来の試験装置におけるポジショナの構造では、例えばスマートフォン等、被試験アンテナが実装されている箇所(実装箇所)が明確な通信端末については、被試験アンテナの実装箇所を意識しつつ上記回転中心を目印にQoQZ内へ配置作業を比較的容易に行えるものの、より大型で、かつ、被試験アンテナの実装箇所が不明なことも多い、例えば、タブレット型端末やラップトップPC等の通信端末については、上記回転中心という目印があったとしても、当該通信端末をQoQZ内の最適な位置に配置することは困難であった。 In addition, in the structure of the positioner in the above-described conventional test equipment, for a communication terminal such as a smartphone in which the location (mounting location) where the antenna under test is mounted (mounting location) is clear, the above rotation is performed while considering the mounting location of the antenna under test. Although it is relatively easy to place the antenna in QoQZ using the center as a mark, communication terminals such as tablet terminals and laptop PCs, which are larger in size and where the antenna to be tested is often unknown, are often used. However, even if there is a mark of the center of rotation, it is difficult to locate the communication terminal at the optimum position within the QoQZ.
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を測定する際に、被試験対象をより正確な測定位置に安全かつ容易に配置することができ、コスト削減も可能な試験装置及び試験方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such conventional problems. To provide a test apparatus and a test method which can be safely and easily arranged in a test space and which can also reduce costs.
上記課題を解決するために、本発明に係る試験装置は、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を測定する試験装置(1、1B)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、前記被試験対象の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号を前記被試験アンテナとの間で送信又は受信する試験用アンテナ(6)と、前記内部空間におけるクォーリティ・オブ・クワイエットゾーン(QoQZ)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機構(56)と、前記試験用アンテナを、前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信させるように駆動制御する制御部(11)と、 前記クォーリティ・オブ・クワイエットゾーンを球形のQoQZ可視化映像(32)として表すためのQoQZ可視化映像データを保管する保管部(16c、16d)と、カメラ部(8、70a)で前記被試験対象を撮影した被試験対象映像(31)と、前記QoQZ可視化映像データに基づき生成した前記QoQZ可視化映像を組み合わせることで、AR(拡張現実)映像(30)としてモニタ部(13、70b)に重ねて表示する表示制御部(15h、15h1)と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a test apparatus according to the present invention is a test apparatus (1, 1B) for measuring transmission characteristics or reception characteristics of a device under test (100) having an antenna under test (110), A radio wave anechoic box (50) having an inner space (51) that is not affected by the surrounding radio wave environment, and a radio signal contained in the inner space for measuring the transmission characteristics or reception characteristics of the test object is transmitted to the antenna under test. and an attitude variable mechanism (56) for sequentially changing the attitude of the test object placed within the quality of quiet zone (QoQZ) in the internal space. a control unit (11) for driving and controlling the test antenna to transmit or receive the radio signal to or from the antenna under test; and a spherical QoQZ visualization image ( 32), a storage unit (16c, 16d) for storing QoQZ visualized image data to be represented as 32), a test object image (31) captured by a camera unit (8, 70a), and the QoQZ visualized image A display control unit (15h, 15h1) that displays an AR (augmented reality) image (30) superimposed on a monitor unit (13, 70b) by combining the QoQZ visualized images generated based on data. Characterized by
この構成により、本発明に係る試験装置は、従来装置のような被試験対象の配置位置を示すためのレーザーデバイスを必要とせず、AR映像を確認することによって、球形のQoQZ可視化映像に対する被試験対象の位置関係を正確かつ容易に把握できる。これにより、OTA試験環境において被試験対象の測定を行う際に、被試験対象を、球形のQoQZ可視化映像を目安により正確な測定位置へ容易に配置することができる。また、危険なレーザー光を取り扱うレーザーデバイスを搭載していないため、配置が完了するまでの被試験対象の位置調整作業を安全に実施でき、コスト削減も可能となる。 With this configuration, the test apparatus according to the present invention does not require a laser device for indicating the placement position of the test object like the conventional apparatus, and by confirming the AR image, the spherical QoQZ visualized image is displayed. The positional relationship of objects can be accurately and easily grasped. As a result, when measuring the object under test in the OTA test environment, the object under test can be easily positioned at an accurate measurement position using the spherical QoQZ visualization image as a guide. In addition, since there is no laser device that handles dangerous laser light, it is possible to safely adjust the position of the test object until the placement is completed, and it is possible to reduce costs.
また、本発明に係る試験装置において、前記QoQZ可視化映像データは、前記被試験対象の送信特性又は受信特性のシミュレーションデータ若しくは実測データに基づいて生成される構成であってもよい。この構成により、本発明に係る試験装置は、被試験対象の送信特性又は受信特性のシミュレーションデータ若しくは実測データのいずれからも球形のQoQZ可視化映像を生成することが可能となる。 Further, in the test apparatus according to the present invention, the QoQZ visualization image data may be generated based on simulation data or actual measurement data of transmission characteristics or reception characteristics of the test object. With this configuration, the test apparatus according to the present invention can generate a spherical QoQZ visualization image from either simulation data or actual measurement data of the transmission characteristics or reception characteristics of the test object.
また、本発明に係る試験装置においては、前記カメラ部は、前記電波暗箱内に設置されたカメラ装置(8)であり、前記表示制御部は、前記AR映像を表示部(13)に表示する構成であってもよい。 Further, in the test apparatus according to the present invention, the camera section is a camera device (8) installed in the anechoic box, and the display control section displays the AR image on the display section (13). It may be a configuration.
この構成により、本発明に係る試験装置は、電波暗箱内に設けたカメラ装置により被試験対象を撮影し、撮影により得られる被試験対象映像に基づくAR映像を表示部に表示するため、電波暗箱の外観構造等、既存設備の大幅な変更を要せずに、AR映像による被試験対象の配置位置確認に対応できる。 With this configuration, the test apparatus according to the present invention captures an image of the test object with the camera device provided in the anechoic box, and displays an AR image based on the captured image of the test object on the display unit. It is possible to check the placement position of the test object using AR images without requiring major changes to the existing equipment such as the exterior structure of the equipment.
また、本発明に係る試験装置においては、前記カメラ部は、外部の通信端末(70)内に組み込まれたカメラ(70a)であり、前記表示制御部は、前記AR映像を前記外部の通信端末のモニタ画面(70b)に重ねて表示する構成であってもよい。 Further, in the test apparatus according to the present invention, the camera section is a camera (70a) incorporated in an external communication terminal (70), and the display control section displays the AR image as the external communication terminal. may be superimposed on the monitor screen (70b).
この構成により、本発明に係る試験装置は、被試験対象の撮影、撮影により得られる被試験対象映像を基に生成されるAR映像の表示のいずれも外部の通信端末で行えるため、AR映像による被試験対象の配置位置確認作業のための使い勝手が向上する。 With this configuration, the test apparatus according to the present invention can shoot an object under test and display an AR image generated based on the image of the object under test obtained by shooting, on an external communication terminal. The usability for confirming the placement position of the test object is improved.
また、本発明に係る試験装置は、前記試験用アンテナと前記被試験アンテナ間の所定の位置で前記無線信号を折り返すリフレクタ(7)を有し、前記保管部(16d)は、前記リフレクタと前記被試験対象との間の前記無線信号の電力分布を円柱形の可視化付加映像(32a)として表すための可視化付加映像データをさらに保管し、前記表示制御部は、前記被試験対象映像と前記QoQZ可視化映像に、前記可視化付加映像データに基づき生成した前記円柱形の可視化付加映像をさらに組み合わせることで、前記AR映像として表示する構成としてもよい。 Further, the test apparatus according to the present invention has a reflector (7) for folding back the radio signal at a predetermined position between the antenna for testing and the antenna under test, and the storage section (16d) includes the reflector and the antenna under test. Visualized additional image data for expressing the power distribution of the wireless signal between the object under test and the object under test as a cylindrical visualized additional image (32a) is further stored, and the display control unit controls the image under test and the QoQZ By combining the visualized image with the cylindrical visualized additional image generated based on the visualized additional image data, the AR image may be displayed.
この構成により、本発明に係る試験装置は、AR映像に付加するバーチャル映像として、QoQZ可視化映像32のみを用いる場合に比べて、円柱形の可視化付加映像も加味して被試験対象をさらに正確な測定位置へと配置することが可能となる。
With this configuration, the test apparatus according to the present invention can more accurately determine the subject under test by adding the cylindrical visualization additional image as compared to the case where only the
また、本発明に係る試験装置においては、前記表示制御部は、前記AR映像に、前記姿勢可変機構の回転中心を示す映像(35)を付加して表示する構成であってもよい。 Further, in the test apparatus according to the present invention, the display control unit may display an image (35) indicating the rotation center of the attitude varying mechanism by adding to the AR image.
この構成により、本発明に係る試験装置は、姿勢可変機構の回転中心を示す映像を目安に、被試験対象を容易に当該回転中心に配置することが可能となる。 With this configuration, the test apparatus according to the present invention can easily place the test object at the center of rotation of the posture varying mechanism using the image as a guide.
また、本発明に係る試験装置においては、前記表示制御部は、前記AR映像に、目盛り(35b)を示す映像を付加して表示する構成であってもよい。 Further, in the test apparatus according to the present invention, the display control unit may be configured to add and display an image showing a scale (35b) to the AR image.
この構成により、本発明に係る試験装置は、AR映像に付加された目盛りを目安に、被試験対象を容易かつ正確に姿勢可変機構の回転中心に配置することが可能となる。 With this configuration, the test apparatus according to the present invention can easily and accurately place the test object at the rotation center of the posture changing mechanism using the scale added to the AR image as a guide.
また、本発明に係る試験方法は、上記いずれかの構成を有する試験装置を用いる試験方法であって、前記電波暗箱内で、前記被試験対象を前記姿勢可変機構に保持させるステップ(S1)と、前記姿勢可変機構に保持された前記被試験対象を前記カメラ部で撮影して前記被試験対象映像として取得するステップ(S22)と、前記クォーリティ・オブ・クワイエットゾーンを球形のQoQZ可視化映像(32)として表すための前記QoQZ可視化映像データを、前記保管部から取得するステップ(S23)と、前記カメラ部で撮影した前記被試験対象映像と、取得した前記QoQZ可視化映像データに基づき生成した前記QoQZ可視化映像を組み合わせることで、AR(拡張現実)映像(30)としてモニタ部(13、70b)に重ねて表示するステップ(S24)と、を含むことを特徴とする。 A test method according to the present invention is a test method using a test apparatus having any one of the configurations described above, and includes a step (S1) of holding the test object by the posture changing mechanism in the anechoic box. a step (S22) of capturing an image of the subject under test held by the posture varying mechanism with the camera unit and obtaining the image of the subject under test (S22); ), the step (S23) of acquiring the QoQZ visualized video data to be expressed as a and a step (S24) of superimposing and displaying an AR (augmented reality) image (30) on a monitor unit (13, 70b) by combining the visualized images.
この構成により、本発明に係る試験方法は、本試験方法を適用する試験装置において、従来装置のような被試験対象の配置位置を示すためのレーザーデバイスを必要とせず、AR映像を確認することによって、球形のQoQZ可視化映像に対する被試験対象の位置関係を正確かつ容易に把握できる。これにより、OTA試験環境において被試験対象の測定を行う際に、被試験対象を、球形のQoQZ可視化映像を目安により正確な測定位置へ容易に配置することができる。また、危険なレーザー光を取り扱うレーザーデバイスを搭載していないため、配置が完了するまでの被試験対象の位置調整作業を安全に実施でき、コスト削減も可能となる。 With this configuration, the test method according to the present invention does not require a laser device for indicating the arrangement position of the test object like the conventional device in the test device to which this test method is applied, and confirms the AR image. , the positional relationship of the test object with respect to the spherical QoQZ visualized image can be accurately and easily grasped. As a result, when measuring the object under test in the OTA test environment, the object under test can be easily positioned at an accurate measurement position using the spherical QoQZ visualization image as a guide. In addition, since there is no laser device that handles dangerous laser light, it is possible to safely adjust the position of the test object until the placement is completed, and it is possible to reduce costs.
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を測定する際に、被試験対象をより正確な測定位置に安全かつ容易に配置することができ、コスト削減も可能な試験装置及び試験方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a testing apparatus that can safely and easily place a device under test at a more accurate measurement position when measuring transmission characteristics or reception characteristics of the device under test in an OTA test environment, and that can also reduce costs. and test methods can be provided.
以下、本発明に係る試験装置及び試験方法の実施形態について図面を用いて説明する。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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the test apparatus and test method which concerns on this invention is described using drawing. Note that the dimensional ratio of each component on each drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る試験装置1の構成について、図1~図10を参照して説明する。第1の実施形態に係る試験装置1は、アンテナ110を有するDUT100の送信特性又は受信特性を測定するものであり、全体として図1に示すような外観構造を有し、かつ、図2に示すような機能ブロックにより構成されている。ただし、図1においては、OTAチャンバ50について側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。
(First embodiment)
First, the configuration of a
図1及び図2に示すように、第1の実施形態に係る試験装置1は、統合制御装置10、NRシステムシミュレータ20、信号処理部40a,40b、OTAチャンバ50を有している。試験装置1は、外部の通信端末70(図3参照)をさらに含む構成であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
統合制御装置10は、NRシステムシミュレータ20と、例えばイーサネット(登録商標)等のネットワーク19を介して相互に通信可能に接続されている。さらに統合制御装置10は、ネットワーク19を介して、OTAチャンバ50内に配置された構成要素を制御するための制御手段とも接続されている。試験装置1は、OTAチャンバ50に対する制御手段として、アンテナ自動配置制御部15c、DUT姿勢制御部15dを有している。
The
統合制御装置10は、ネットワーク19を介して、NRシステムシミュレータ20、及びOTAチャンバ50に対する制御手段を統括的に制御するものであり、例えば、パーソナル・コンピュータ(PC)により構成される。なお、アンテナ自動配置制御部15c、DUT姿勢制御部15dは、例えば、図3に示すように、統合制御装置10に設けられていてもよい。以下においては、統合制御装置10が図3に示す構成を有するものとして説明する。
The
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を用い、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においては、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、OTAチャンバ50を載置した例を挙げている。
The
ここでは、便宜上、OTAチャンバ50の構成から先に説明する。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、コンパクト・アンテナ・テスト・レンジ(Compact Antenna Test Range:以下、CATR)の一例として用いられる。
Here, for the sake of convenience, the configuration of the
OTAチャンバ50は、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、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。試験用アンテナ6としては、例えばホーンアンテナなど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。なお、試験用アンテナ6の個数は1つであってもよいが、以下においては、複数であるものとして説明する。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との間で送信又は受信するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
OTAチャンバ50の内部空間51には、さらに、DUT100のアンテナ110から放射された無線信号を試験用アンテナ6の受光面へと折り返す電波経路を実現するリフレクタ7、カメラ装置8が収容されている。また、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、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。第1の実施形態で用いる電波暗箱は、例えば、Anechoic型のものである。
The
被試験対象とされるDUT100は、例えばスマートフォン、タブレット型端末、ラップトップPC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。
The
第1の実施形態において、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(図8における「5G NRバンド」参照)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を測定するための、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アンテナなど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を構成している。
In a first embodiment, the
上述した通信可能周波数範囲を有する5G NR無線端末は、例えば出荷時に、図8に示す表図中の番号1、2、3で識別される各バンドのうちのいずれか1つを使用して通信可能となるように設定され、その後、所定の設定変更操作により使用可能な周波数帯を切り換え設定し得る構成を有している。このような無線端末において、使用可能に設定されたバンドをインバンド、使用可能に設定されていないバンドをアウトバンドと称することもある。当該無線端末をDUT100としてOTAチャンバ50内でのOTA環境下で送信特性測定及び受信特性測定を行う場合には、前述したインバンド及びアウトバンドの全てのバンドについての測定が要求される。
A 5G NR radio terminal having the above-described communicable frequency range communicates using one of the bands identified by
図8は、第1の実施形態に係るOTAチャンバ50内に配置される3つの試験用アンテナ6の使用可能な周波数範囲分類を示す表図である。図8に示すように、番号1、2及び3によって識別される3つの周波数帯域は、それぞれ、3.3GHz~5.0GHz、24.25GHz~29.5GHz、40.5GHz~43.5GHzに割り当てられている。番号1に割り当てられた3.3GHz~5.0GHzの周波数帯幅は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)により規定される周知の5G NRのバンド一覧の中の、例えば、n77、n78、n79の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅(周波数帯群)に相当している。同様に、番号2及び3に割り当てられた24.25GHz~29.5GHz、及び40.5GHz~43.5GHzの周波数帯幅は、例えば、上記バンド一覧に規定されるn258、n257の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅、及びn259の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅に相当している。
FIG. 8 is a table showing usable frequency range classifications of three
第1の実施形態において、OTAチャンバ50は、例えば、図8に示す周波数帯域分類中、番号1、2、3にそれぞれ対応する周波数数帯を使用する3つの試験用アンテナ6を内部空間51内に配置しているものである。この3つの試験用アンテナ6は、図1等に示すアンテナ自動配置手段60によって、1つずつ順番にリフレクタ7の焦点位置(図1において、符号Fで示す)に自動配置されるようになっている。一方で、第1の実施形態に係るDUT100は、上記番号1、2、3にそれぞれ対応する周波数帯を使用可能周波数帯として選択的に設定可能な構成を有している。DUT100は、OTAチャンバ50内での送受信に関する測定中、上記番号1、2、3にそれぞれ対応する周波数帯を順番に使用して、焦点位置Fに順次配置される試験用アンテナ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。
In the first embodiment, the
次に、OTAチャンバ50の内部空間51における姿勢可変機構56、試験用アンテナ6、リフレクタ7、及びカメラ装置8の配置態様について説明する。図1に示すように、OTAチャンバ50において、内部空間51における筐体本体部52の底面52aには、QoQZ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軸方向に回転する回転機構を備える2軸ポジショナであり、試験用アンテナ6を固定した状態で、DUT100を2軸の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。
Next, the layout of the
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など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軸のうちのいずれか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。
The driving
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ロール軸(図9における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アジマス軸(図9におけるz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、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を可能とする。すなわち、第1の実施形態の試験装置1は、上記のような姿勢可変機構56により、「ブラックボックス」方法(Black-box approach)での試験が可能である。
The one axis mentioned above is, for example, a roll axis (y-axis in FIG. 9) extending in a direction perpendicular to the
DUT100は、例えば、図9に示すように、DUT載置部56dに対してDUTホルダー56hを介して載置される。DUTホルダー56hは、DUT載置部56dに対して例えば図9の矢印a1方向(y軸方向)と矢印a2方向(z軸方向)とに所定の距離移動できるように取り付けられている。これにより、DUT100は、DUT載置部56dに載置された状態でDUTホルダー56hをy軸方向、及びz軸方向に所定距離移動させる位置調整が可能となる。このようなDUT100の位置を微調整する機構は、DUT100をQoQZ内に確実にセットするために有用なものとなる。
For example, as shown in FIG. 9, the
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)を確立又は保持するための2種類のリンクアンテナ5,9がそれぞれ保持具57,59を用いて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9は、5G用のリンクアンテナであり、スタンドアローンモード(Standalone mode)で使用される。リンクアンテナ5,9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5,9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。
In the
また、OTAチャンバ50において、筐体本体部52の底面52aの下方位置にはアンテナ保持機構61が設けられ、該アンテナ保持機構61は、複数の試験用アンテナ6を互いに離間した状態で保持している。第1の実施形態では、アンテナ保持機構61は、例えば、図8に示す表図中の番号1から3により識別される3つの測定対象周波数帯の無線信号を送受信可能な3つの試験用アンテナ6を保持している。
Further, in the
アンテナ保持機構61は、動力部64を介して、OTAチャンバ50の内部空間51における底面52aに取り付けられている。アンテナ保持機構61は、動力部64、アンテナ自動配置制御部15c(図2参照)とともに、アンテナ自動配置手段60を構成している。
The
OTAチャンバ50に搭載されるアンテナ自動配置手段60は、例えば、図1、図2に示すように、アンテナ保持機構61、動力部64、カバー部67、及びアンテナ自動配置制御部15cを有している。アンテナ保持機構61は、回転軸63を中心に回転可能な回転体62により構成され、回転体62には、回転軸63を中心とした円周上に例えば3つの試験用アンテナ6が配置されている。
The automatic antenna placement means 60 mounted on the
動力部64は、回転軸63を介して回転体62を回転駆動する駆動用モータ65、及び該駆動用モータ65と回転軸63間に配設されるギヤ等の連結部材66を有している。カバー部67は、アンテナ保持機構61及び動力部64を、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を規制できるように覆うものである。
The
カバー部67には、開口67aが形成されている。開口67aは、アンテナ保持機構61に保持された試験用アンテナ6のうちの1つがリフレクタ7の焦点位置Fに配置されたときに、当該試験用アンテナ6からリフレクタ7の回転放物面に対する見透しを確保できる位置に形成されている。
An
アンテナ自動配置制御部15cは、例えば、統合制御装置10の制御部11(図3参照)からの指令に基づき、図8に示す表図中の番号1から3で識別される各測定対象周波数帯に応じて、各試験用アンテナ6が、順次、リフレクタ7の焦点位置Fまで移動し、かつ、停止されるように駆動用モータ65を駆動するようになっている。
The automatic antenna
OTAチャンバ50において、リフレクタ7は、後述するオフセットパラボラ(図7参照)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1つの試験用アンテナ6から放射された試験信号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とともに、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ことが可能な位置及び姿勢で配設されている。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。第1の実施形態では、上述した試験信号及び被測定信号を送受信する試験用アンテナ6として、アンテナ保持機構61に保持されている3つの試験用アンテナ6が、アンテナ自動配置手段60によって順番に1つずつ上記焦点位置Fに自動配置されるようになっている。
In the
ここで、OTAチャンバ50にリフレクタ7を搭載することのメリット、及びリフレクタ7の好ましい形態について図5~図7を参照して説明する。図5は、例えば、試験用アンテナ6と同等のアンテナATから放射された電波の無線端末100Aに対する電波の伝わり方を示す模式図である。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へ直接伝わる場合(Direct Far Field:ダイレクトファーフィールド)の例を示し、(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へ伝わる場合(CATR)の例を示している。
Here, the advantages of mounting the
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り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、平面波を受信することが好ましい。
As shown in FIG. 5(a), radio waves emitted from the antenna AT as a radiation source have the property of propagating while a plane (wavefront) connecting points of the same phase spreads spherically around the radiation source. At this time, interference waves are also generated due to disturbances such as scattering, refraction, and reflection, as indicated by broken lines. Further, the wavefront is a curved spherical surface (spherical wave) at a short distance from the radiation source, but the wavefront becomes closer to a plane (plane wave) at a distance from the radiation source. In general, the area where the wavefront should be considered as a spherical surface is called the near field (NEAR FIELD), and the area where the wavefront can be considered as a plane is called the far field (FAR FIELD). In the radio wave propagation shown in FIG. 5(a), the
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。ここで、無線端末100Aの最大直線サイズをD、電波の波長をλとするとき、遠方界は、アンテナATから2D2/λ以遠の距離となる。具体的に、D=0.4m(メートル)、波長λ=0.01m(28GHz帯の無線信号に相当)とした場合には、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、第1の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。
In order to receive plane waves, the
このように、図5(a)に示すダイレクトファーフィールド法にあっては、アンテナATと無線端末100A間の伝搬距離が大きく、しかも、伝搬ロスが大きいという特性がある。そこで、その対処法として、例えば、図5(b)に示すように、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を配置する方法がある。この方法によれば、アンテナATと無線端末100A間の距離を短縮し得るのみならず、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。
As described above, the direct far-field method shown in FIG. 5(a) has characteristics that the propagation distance between the antenna AT and the
図5(b)に示す反射鏡7Aとして用い得るものとして、例えば、パラボラ(図6参照)、あるいはオフセットパラボラ(図7参照)がある。パラボラは、図6に示すように、アンテナ中心Oを通る軸に対して対称な鏡面(回転放物面)を有し、その回転放物面から定まる焦点位置Fに回転放物面の方向に指向性を有する一次放射器を設置することで、一次放射器から放射された電波を上記軸方向と平行な方向に反射する機能を有する。逆に、パラボラは、焦点位置Fに例えば第1の実施形態に係る試験用アンテナ6を配置することで、上記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が送信した無線信号)を反射させ、試験用アンテナ6へと導くことができる。しかしながら、パラボラは、正面(z方向)から見た平面形状が真円であって、構造が大きく、OTAチャンバ50のリフレクタ7として配置するには不向きである。
For example, a parabola (see FIG. 6) or an offset parabola (see FIG. 7) can be used as the reflecting
これに対し、オフセットパラボラは、図7に示すように、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(図6参照)の回転放物面の一部を切り出した形状)を有し、一次放射器を、そのビーム軸が回転放物面の軸に対して、例えば、角度α傾いた状態で設置することで、一次放射器から放射された電波を回転放物面の軸方向と平行な方向に反射する機能を有する。このオフセットパラボラは、焦点位置Fに例えば第1の実施形態に係る試験用アンテナ6を配置することで、該試験用アンテナ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、鏡面が垂直に近づくような配置が可能であり、パラボラ(図6参照)よりも構造が大幅に小さくて済む。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the offset parabola has a shape obtained by cutting out a part of the paraboloid of revolution of a mirror surface (perfectly circular parabola (see FIG. 6)) that is asymmetric with respect to the axis of the paraboloid of revolution. ), and by installing the primary radiator with its beam axis inclined at an angle α, for example, with respect to the axis of the paraboloid of revolution, the radio waves radiated from the primary radiator has a function of reflecting in a direction parallel to the axial direction of By arranging, for example, the
上述した知見に基づき、第1の実施形態に係るOTAチャンバ50では、図1に示すように、オフセットパラボラ(図7参照)を用いたリフレクタ7を、DUT100と試験用アンテナ6間の電波伝搬経路に配置している。リフレクタ7は、図中、符号Fで示す位置が焦点位置となるように筐体本体部52の側面52bに取り付けられている。
Based on the findings described above, in the
リフレクタ7と、アンテナ保持機構61により保持されている3つの試験用アンテナ6のうちの1つ(焦点位置に配置中のもの)とは、リフレクタ7の軸RS1に対して試験用アンテナ6のビーム軸BS1が所定の角度α傾いたオフセット状態となっている。ここでいう1つの試験用アンテナ6とは、アンテナ保持機構61を覆うカバー部67の開口67aを介してリフレクタ7から見透しが確保できる試験用アンテナ6のことである。
The
リフレクタ7は、試験用アンテナ6のビーム軸BS1上に焦点位置Fを有し、アンテナ保持機構61の回転体62に保持された各試験用アンテナ6は、上述した見透しを確保可能な1つの試験用アンテナ6の位置、すなわち、リフレクタ7の焦点位置Fを順次通過できるようになっている。上述した傾き角度αは、例えば、30度に設定することができる。この場合、試験用アンテナ6は、仰角30度でリフレクタ7に対向するように、すなわち、リフレクタ7に対向し、試験用アンテナ6の受信面が無線信号のビーム軸に対して直角となる角度でアンテナ保持機構61に保持されることになる。オフセットパラボラ型のリフレクタ7を採用することで、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姿勢での配置が可能となり、OTAチャンバ50の構造を縮減させ得るというメリットが生まれる。
The
OTAチャンバ50には、姿勢可変機構56のDUTホルダー56hに保持されたDUT100及びその周辺を撮影するためのカメラ部として用いられるカメラ装置8がさらに備わっている。カメラ装置8は、OTAチャンバ50の筐体本体部52の内部空間51内(例えば上面52c)に設けられ、DUT100及びその周辺を撮影するために、例えば、当該DUT100の送信特性または受信特性を測定する前の適宜なタイミングで駆動されるようになっている。
The
図10に示すように、カメラ装置8は、カメラ本体部8aと、カメラ保持部8bと、電波吸収板8cと、を有する。カメラ本体部8aは、直方体形状の筐体の一面に設けられた受光センサ8a2と、受光センサ8a2を取り囲むように上記一面に円周上に配列された複数の赤外線LED8a1と、筐体内部に設けられる電源部8a3を有している。赤外線LED8a1は赤外線を照射する光源であり、受光センサ8a2は照射された赤外線のDUT100からの反射光を受光するものである。電源部8a3は、赤外線LED8a1等を駆動するための直流電源を供給するものである。
As shown in FIG. 10, the
カメラ保持部8bは、カメラ本体部8aを収容可能な空間を有する筐体部8b1と、筐体部8b1に一体的に形成されて外方へと延びる延在部8b2とを有する金属製の部品である。筐体部8b1は、延在部8b2とは反対側の一面に開口8b3を有するとともに、それぞれの外側面が複数の放熱用の孔8b4が形成されたメッシュ状の構造を有している。筐体部8b1の延在部8b2の端部は、カメラ保持部8bをOTAチャンバ50の内部空間51の例えば上面52cに固定された固定具8dにねじ止め固定可能な構造となっている。
The
カメラ保持部8bは、カメラ本体部8aを、開口8b3を通して、筐体部8b1の空間内に収容できるようになっている。これを行うにはまず、カメラ本体部8aを支持部材8a4と一緒に上記空間内に入れ込み、その後、支持部材8a4が上記空間の内面に当接する位置まで戻したうえで、支持部材8a4を、開口8b3の外周部にねじ止めによって固定する。この状態で、カメラ本体部8aの赤外線LED8a1及び受光センサ8a2を設けた面と、カメラ保持部8bの開口8b3が形成された面は、ほぼ同一平面となる。
The
この状態で、カメラ本体部8aの赤外線LED8a1及び受光センサ8a2を設けた面と、カメラ保持部8bの開口8b3が形成された面に対し、赤外線LED8a1及び受光センサ8a2の回りを残して、開口8b3より狭い領域から、開口8b3の外周部にかけて電波吸収板8cが取り付けられている。電波吸収板8cは、開口部8c1を有し、開口部8c1を除く部分で赤外線LED8a1及び受光センサ8a2の前方から入射する電磁波を遮り、カメラ本体部8a及びカメラ保持部8bを電磁波から保護するものであり、十分な電磁波遮蔽機能を維持するための所定のサイズを有している。
In this state, an opening 8b3 is formed on the surface of the camera
カメラ装置8は、カメラ保持部8bの筐体部8b1内にカメラ本体部8aを収容し、かつ、カメラ保持部8b及びカメラ本体部8aの一面の電波吸収板8cを取り付けたときに、赤外線LED8a1及び受光センサ8a2が、開口8b3から見通せるようになっている。この状態で、OTAチャンバ50の内部空間51の上面52cに固定された固定具8dにねじ8b5によってねじ止めすることで取り付けることができる。ここで筐体部8b1に対する延在部8b2の角度は、固定具8dに取り付けた際に、受光センサ8a2がDUT100の姿勢可変機構56に対するセット状態を撮影可能なエリアに向く画角となるように形成されている。
In the
カメラ装置8は、DUT100のアンテナ110とリフレクタ7との電波伝搬路に干渉しない位置に取り付けることが望ましい。具体的なカメラ装置8の配置態様としては、例えば、リフレクタ7とDUT100との間の無線信号の伝搬軸RS2上ではリフレクタ7とDUT100の間の位置にあり、伝搬軸RS2に直交する鉛直方向ではリフレクタ7より高い位置となるように、内部空間51の上面52cあるいは伝搬軸と平行な内部空間51の四つの側面52bのいずれかの面に配置するという配置条件を満たしていることが望ましい。
It is desirable that the
OTAチャンバ50は、筐体本体部52の外壁面の所定箇所にアクセスパネル(図示せず)を有している。アクセスパネルは、筐体本体部52の内部構成要素と外部構成要素とを電気的に接続するための複数の接続端子を有している。OTAチャンバ50の内部空間51の上面52cに取り付けられたカメラ装置8は、当該カメラ装置8の信号線8l1及び電源線8l2(図10参照)が上記アクセスパネルを介してOTAチャンバ50の外部と電気的に接続されている。
The
具体的に、カメラ装置8の信号線8l1及び電源線8l2は、アクセスパネルを介して、統合制御装置10の外部インターフェース(I/F)部11dのUSBポート11d1から延びるUSBケーブル18a(図3参照)に接続されている。これにより、統合制御装置10は、USBポート11d1に接続されるUSBケーブル18aを通じてカメラ装置8に対する直流電源及び信号の供給を行うことができる。
Specifically, the signal line 8l1 and the power line 8l2 of the
OTAチャンバ50においては、この他、試験用アンテナ6の信号線、リンクアンテナ5、9の信号線、DUT100の接続端子に接続される信号線、アンテナ保持機構61の駆動用モータ65の電源線、姿勢可変機構56の駆動モータ56f及び56gの電源線等の内部構成要素と、NRシステムシミュレータ20の信号出力端子及び信号入力端子、統合制御装置10の撮影信号入力端子、DUT制御端子等の外部構成要素とがアクセスパネルの適宜な端子を経由して電気的に接続されている。
In the
上述したように、OTAチャンバ50内に設けられるカメラ装置8は、姿勢可変機構56のDUTホルダー56hに保持されているDUT100及びその周辺を撮影するカメラ部として用いられる。カメラ装置8により撮影された撮影映像は、電波を可視化した可視化映像と重ね合わされた拡張現実(AR)映像としてモニタ部に表示することができる。モニタ部としては、例えば、統合制御装置10に備わる表示部13(図18参照)を用いることができる。
As described above, the
第1の実施形態に係る試験装置1は、カメラ装置8として、図10を参照して述べた赤外線カメラを採用することで、OTAチャンバ50の開閉可能な蓋体(図示せず)が閉じられて内部空間51内が真っ暗な状態においても、DUTホルダー56hにより保持中のDUT100及びその周辺の明りょうな撮影映像を得ることができる。上記蓋体を開けて内部空間51内が明るい状態でDUT100及びその周辺を撮影するのであれば、カメラ装置8は赤外線カメラではなく普通のカメラでもよい。
The
この試験装置1においては、DUT100及びその周辺を撮影するためのカメラ部としては、上述したカメラ装置8以外に、統合制御装置10の外部の通信端末70(図3参照)内に組み込まれたカメラ70aを利用することも可能である。外部の通信端末70としては、例えば、スマートフォン、タブレット型端末等、モニタ画面70b(図16参照)を備える携帯端末を用いることができる。外部の通信端末70において、モニタ画面70bは、上述した表示部13と同様のモニタ部(但し、表示されるのは、カメラ70aにより撮影されたDUT100及びその周辺の撮影映像)としても利用可能である。
In this
外部の通信端末70の上述したカメラ部及びモニタ部としての運用は、例えば、図3に示すように、統合制御装置10の外部I/F部11dのUSBポート11d2と、外部の通信端末70の外部入出力端子(図示せず)をUSBケーブル18bにより接続することによって実現できる。この接続態様により、統合制御装置10は、USBポート11d2に接続されるUSBケーブル18bを通じて外部の通信端末70との間の信号の送受信を行うことができる。
Operation of the
ここで図2~図4を参照し、第1の実施形態に係る試験装置1の機能構成についてさらに詳しく説明する。第1の実施形態に係る試験装置1(図2参照)において、統合制御装置10は、例えば、図3に示すような機能構成を有し、NRシステムシミュレータ20は、例えば、図4に示すような機能構成を有する。NRシステムシミュレータ20は、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ものであり、本発明の試験装置を構成する。
Here, with reference to FIGS. 2 to 4, the functional configuration of the
図3に示すように、統合制御装置10は、制御部11、操作部12、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、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CPU(Central Processing Unit)11aと、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ROM(Read Only Memory)11bと、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RAM(Random Access Memory)11cと、所定の信号が入力される入力インターフェース機能と所定の信号を出力する出力インターフェース機能を有する外部I/F部11dと、図示しないハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。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における駆動用モータ65、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、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など、各種情報を表示する機能部である。第1の実施形態において、表示部13は、外部の通信端末70のモニタ画面70bとともに、AR映像を表示するモニタ部として用いられる。
As shown in FIG. 3 , the
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15a、信号送受信制御部15b、アンテナ自動配置制御部15c、DUT姿勢制御部15d、測定制御部15e、カメラ制御部15f、AR映像処理部15g及び表示制御部15hを有している。呼接続制御部15a、信号送受信制御部15b、アンテナ自動配置制御部15c、DUT姿勢制御部15d、測定制御部15e、カメラ制御部15f、AR映像処理部15g及び表示制御部15h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。
The computer device described above functions as the
呼接続制御部15aは、リフレクタ7の焦点位置Fへ自動配置された試験用アンテナ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。
The call
信号送受信制御部15b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、呼接続制御部15a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15bは、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、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。
The signal transmission/
アンテナ自動配置制御部15cは、アンテナ自動配置手段60のアンテナ保持機構61に保持されている複数の試験用アンテナ6を、リフレクタ7の焦点位置Fに対して、順次、自動的に配置する制御を行う。この制御を実現するために、例えば、RAM11cには、あらかじめ、アンテナ自動配置制御テーブル16aが格納されている。アンテナ自動配置制御テーブル16aは、例えば、駆動用モータ65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するものである。第1の実施形態において、アンテナ自動配置制御テーブル16aは、図8に示す例えば番号1から3で識別される3つの測定対象周波数帯にそれぞれ対応して各試験用アンテナ6をそれぞれリフレクタ7の焦点位置Fまで移動させるための駆動用モータ65の運転パルス数を上記制御データとして記憶している。
The automatic antenna
アンテナ自動配置制御部15cは、アンテナ自動配置制御テーブル16aをRAM11cの作業領域に展開し、該アンテナ自動配置制御テーブル16aに基づき、各試験用アンテナ6にそれぞれ対応する測定対象周波数帯に応じて、アンテナ自動配置手段60の動力部64における駆動用モータ65を回転駆動する制御を行う。この制御により、各試験用アンテナ6を、順次、リフレクタ7の焦点位置Fに停止(配置)させるアンテナ自動配置制御が実現可能となる。なお、第1の実施形態では、アンテナ自動配置制御部15cが、試験用アンテナ6が一方向に回転するように(図1参照)駆動用モータ65を回転駆動する例を挙げているが、これに限らず、逆方向、あるいは、双方向に回転駆動可能な構成としてもよい。
The automatic antenna
DUT姿勢制御部15d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16bが記憶されている。DUT姿勢制御テーブル16b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。
The DUT
DUT姿勢制御部15dは、DUT姿勢制御テーブル16bをRAM11cの作業領域に展開し、該DUT姿勢制御テーブル16b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。
The DUT
測定制御部15eは、NRシステムシミュレータ20の制御部22に測定制御の起動を指示し、該制御部22により、解析処理部21hによる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処理を実施させるように制御する。
The
カメラ制御部15fは、例えば、DUT100の測定に先立って姿勢可変機構56のDUTホルダー56hに保持されているDUT100とその周辺を撮影するためのカメラ装置8の駆動制御を行うものである。カメラ制御部15fは、統合制御装置10に外部の通信端末70が接続されている場合には、外部の通信端末70のカメラ70aによるDUT100とその周辺の撮影動作制御を実行する機能を有していてもよい。
The
AR映像処理部15gは、カメラ部(カメラ装置8、または外部の通信端末70のカメラ70a)での撮影によって取得される実際の映像と、バーチャル(virtual)の視覚情報とに基づき、拡張現実(AR)の技術を適用して仮想的に拡張されたAR映像を生成し表示するための映像処理を行う機能部である。
The AR
具体的に、AR映像処理部15gは、例えば、図15に示すように、カメラ部でのDUT100とその周辺の撮影によって取得されるDUT撮影映像31を実際の映像として取得する一方で、バーチャルな視覚情報として可視化した可視化映像、例えば予め測定によって取得したQoQZ可視化映像32を生成し、これらDUT撮影映像31とQoQZ可視化映像32とを重ねてAR映像30としてモニタ部に表示する映像処理機能を有している。
Specifically, for example, as shown in FIG. 15, the AR
これを実現するために、例えば、RAM11cに設けられる可視化映像データ格納部16cには、QoQZ可視化映像32を表示するためのQoQZ可視化映像データが予め格納(保管)されている。このQoQZ可視化映像データは、QoQZを球形のQoQZ可視化映像32(図15(b)参照)として表すことが可能な映像データであり、例えば、上記送信特性又は受信特性のシミュレーションデータ(シミュレーションにより得られるデータ)若しくは実測データ(実際に測定して得られるデータ)に基づき生成されたものである。なお、QoQZ可視化映像データは、事前に格納しておくのに限らず、実測データに基づいて、その都度、生成するようにしてもよい。上述したDUT撮影映像31は、本発明の被試験対象映像に相当する。AR映像30の生成処理手順については、図14、図15を参照して後で詳述する。
In order to realize this, for example, QoQZ visualized video data for displaying the QoQZ visualized
表示制御部15hは、各情報をモニタ部に表示するための制御機能部である。表示制御部15hは、例えば、AR映像処理部15gにより生成されたAR映像30をモニタ部(表示部13、または外部の通信端末70のモニタ画面70b)に表示する制御も行う。
The
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、NRシステムシミュレータ20は、例えば、図4に示すように、信号測定部21、制御部22、操作部23、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。
In addition, in the
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DUT100に向けて出力する。
In the signal generation function unit of the
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。
Further, in the signal analysis function unit of the
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、スペクトラムなどを測定可能である。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)などを測定可能である。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。
The
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、各種入出力インター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。
Like the
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ーフェースに接続されている。操作部23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24は、上記各種情報の入力画面や測定結果など、各種情報を表示する機能部である。 The operation unit 23 and the display unit 24 are connected to the input/output interface of the computer device. The operation unit 23 is a functional unit for inputting various information such as commands, and the display unit 24 is a functional unit for displaying various information such as an input screen for the various information and measurement results.
次に、第1の実施形態に係る試験装置1によるDUT100の送信特性及び受信特性の測定処理について、図11のフローチャートを参照して説明する。図11においては、特に、5G NRバンドのうち(図8参照)、それぞれ、番号1、番号2、番号3で示す各周波数帯をそれぞれ使用可能な3つの試験用アンテナ6を焦点位置Fに順次配置させつつDUT100の測定を行うものとする。以下の説明では、番号1で示す周波数帯をインバンド1、番号2で示す周波数帯をインバンド2、番号3で示す周波数帯をインバンド3と呼称するものとする。
Next, measurement processing of the transmission characteristics and reception characteristics of the
また、図11においては、DUT100の送信特性及び受信特性の測定処理を開始することを指示する測定開始操作を統合制御装置10の操作部12で行う場合について説明する。なお、測定開始操作は、NRシステムシミュレータ20の操作部23で行うようにしてもよい。
Also, in FIG. 11, a case will be described in which the
試験装置1において、DUT100の送信特性及び受信特性の測定を行うためには、まず、OTAチャンバ50の内部空間51内にDUT100をセットする必要がある。これにより、試験装置1では、最初の処理として、ユーザにより、OTAチャンバ50の姿勢可変機構56のDUTホルダー56hに対して試験対象のDUT100をセットする作業が行われる(ステップS1)。このとき、アンテナ自動配置手段60については、3つの測定対象周波数帯をカバーし得る複数(この例では、3つ)の試験用アンテナ6がアンテナ保持機構61に保持され、かつ、各試験用アンテナ6をリフレクタ7の焦点位置F(図7参照)を順次通過させ得るような位置にアンテナ保持機構61が設置されている必要がある。
In order to measure the transmission characteristics and reception characteristics of the
DUT100のセット作業が行われた後、統合制御装置10では、例えば、AR映像処理部15gが、操作部12において電波を可視化する設定操作が行われたか否かを監視する(ステップS2)。ここで、電波を可視化する設定操作が行われた場合(ステップS2でYES)、AR映像処理部15gは、DUT100の配置作業を支援するための配置作業支援AR映像表示処理(ステップS3)を実行させるように制御する。配置作業支援AR映像表示処理については後で詳述する。
After the setting work of the
これに対し、電波を可視化する設定操作が行われなかった場合(ステップS2でNO)、統合制御装置10では、例えば、制御部11が、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(ステップS4)。
On the other hand, if the setting operation for visualizing radio waves has not been performed (NO in step S2), in the
ここで、上記測定開始操作が行われていないと判定された場合(ステップS4でNO)、制御部11は上記ステップS4の監視を続行する。これに対し、上記測定開始操作が行われたと判定された場合(ステップS4でYES)、アンテナ自動配置制御部15cは、測定対象周波数帯の測定順番を示すnを、1番目の測定対象周波数帯を示すn=1にセットする(ステップS5)。なお、この例においては、nの最大値は、3である。
Here, if it is determined that the measurement start operation has not been performed (NO in step S4), the
次いで、アンテナ自動配置制御部15cは、n番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ6をリフレクタ7の焦点位置Fまで自動的に移動(配置)させる制御を行う(ステップS6)。このとき、アンテナ自動配置制御部15cは、アンテナ自動配置制御テーブル16aから、n番目の測定対象周波数帯(インバンド)に対応する試験用アンテナ6の運転パルス数を読み取り、該運転パルス数に基づいて駆動用モータ65を回転制御する。
Next, the automatic antenna
上記回転制御により、n番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ6のリフレクタ7の焦点位置Fへの自動配置が終了すると、制御部11の呼接続制御部15aは、自動配置が完了した当該試験用アンテナ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S7)。ここで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n番目の送受信測定対象周波数帯の周波数を有する制御信号(呼接続要求信号)を無線送信させる一方で、該呼接続要求信号を受信したDUT100が接続要求された周波数を設定したうえで送信してくる制御信号(呼接続応答信号)を受信する呼接続制御を行う。この呼接続制御により、NRシステムシミュレータ20とDUT100との間には、リフレクタ7の焦点位置Fへ自動配置された試験用アンテナ6、及びリフレクタ7を介してn番目の送受信測定対象周波数帯の無線信号を送受信可能な状態が確立される。
When automatic placement of the
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受信する処理はダウンリンク(DL)処理とされ、逆に、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。
The process of receiving the radio signal sent from the
ステップS7での呼接続の確立後、統合制御装置10のDUT姿勢制御部15dは、QoQZ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。姿勢可変機構56によりDUT100が所定の姿勢に制御された後、統合制御装置10の信号送受信制御部15b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では、上記信号送信指令に基づき、DUT100に対し、リフレクタ7の焦点位置Fに自動配置されている試験用アンテナ6を介して試験信号を送信させる制御を行う(ステップS8)。
After the call connection is established in step S7, the DUT
NRシステムシミュレータ20による試験信号送信制御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、上記信号送信指令を受けた制御部22は、信号発生機能部を制御し、信号発生部21aで試験信号を生成するための信号を発生させる。その後、この信号をDAC21bでデジタル/アナログ変換処理し、さらに変調部21cで変調処理を行った後、RF部21dで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、当該試験信号(DLデータ)を送信部21eにより試験用アンテナ6を介してDUT100に向けて出力する。送信部21eと試験用アンテナ6の間には信号処理部40aが設けられ、信号処理部40aはアップコンバータ、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。なお、信号送受信制御部15bは、ステップS8で試験信号送信の制御を開始した後、当該試験用アンテナ6に対応する周波数帯の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。
Test signal transmission control by the
これに対し、DUT100は、試験用アンテナ6、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、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ように動作する。
On the other hand, the
ステップS8で試験信号を送信開始した後、引き続き、信号送受信制御部15bは、上記試験信号を受信したDUT100から送信され、リフレクタ7によって反射される被測定信号を、リフレクタ7の焦点位置Fに自動配置されている試験用アンテナ6により受信させる処理を行う(ステップS9)。
After starting to transmit the test signal in step S8, the signal transmission/
この受信処理に際しては、試験用アンテナ6を介して受信された被測定信号が信号処理部40bに入力される。信号処理部40bは、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。
During this reception process, the signal under measurement received via the
引き続き、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処理を実行する(ステップS10)。この測定処理に際しては、信号処理部40bにより信号処理された被測定信号がNRシステムシミュレータ20(図4参照)におけるRF部21dの受信部21fに入力する。
Subsequently, the
NRシステムシミュレータ20において、制御部22は、信号解析機能部を制御して、まず、RF部21dの受信部21fに入力した被測定信号をより周波数が低いIF信号に変換させる。次いで、制御部22は、ADC21gにより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に入力させ、該解析処理部21hにより、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させるように制御する。さらに、制御部22は、解析処理部21hを制御し、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させるように制御する。
In the
NRシステムシミュレータ20において、制御部22は、解析処理部21hによる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制御を実施する。例えば、DUT100の送信特性については、制御部22は、NRシステムシミュレータ20から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させ、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DUT100が被測定信号として送信する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、制御部22は、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(BER)として算出する。ステップS10でのDUT100の送信特性及び受信特性の測定制御に合わせて、統合制御装置10では、例えば、制御部22が、NRシステムシミュレータ20による被測定信号の解析結果を、送信特性及び受信特性として例えばRAM11c等の記憶装置の所定の記憶領域に記憶させる制御を行う。
In the
引き続き、統合制御装置10では、例えば、DUT姿勢制御部15dが、n番目の測定対象周波数帯について、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S11)。ここで、n番目の測定対象周波数帯についての測定が終了していないと判定された場合(ステップS11でNO)、ステップS8以降の処理を続行する。
Subsequently, in the
これに対し、n番目の測定対象周波数帯についての測定が終了したと判定された場合(ステップS11でYES)、アンテナ自動配置制御部15cは、上記nが、最後の測定対象周波数帯(インバンド3)であることを示すn=3に達したか否かを判定する(ステップS12)。ここで、n=3に達していないと判定された場合(ステップS12でNO)、アンテナ自動配置制御部15cは、ステップS5に移行し、nの値をインクリメントした後にステップS6以降の処理を続行する。
On the other hand, if it is determined that the measurement for the n-th frequency band to be measured has been completed (YES in step S11), the automatic antenna
その後、ステップS12まで処理が進み、ここでn=3に達していないと判定された場合(ステップS12でNO)、アンテナ自動配置制御部15cは、ステップS5以降、ステップS12までの処理を実行する。
Thereafter, the process proceeds to step S12, and when it is determined that n=3 has not been reached (NO in step S12), the automatic antenna
ここでn=3に達したと判定された場合(ステップS12でYES)、統合制御装置10の制御部11は、上記一連の測定処理を終了する。
If it is determined that n=3 has been reached (YES in step S12), the
なお、第1の実施形態では、5G NRバンド内の3つのバンド(図8参照)におけるDUT100の送受信測定を、例えば、3つの試験用アンテナ6でカバーする例を挙げているが、本発明は、これに限らず、5G NRバンド内の複数のバンドについてのDUT100の送信特性及び受信特性の測定を任意の数の試験用アンテナ6を使用して実施する構成としてもよい。また、試験用アンテナ6を自動配置するアンテナ自動配置手段60についても、上記実施形態で説明した態様に限らず、手動で配置する手段、複数アンテナを焦点位置F近傍に固定する手段を含め、種々の態様が適用可能であることはいうまでもない。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。
In the first embodiment, an example is given in which transmission and reception measurements of the
次に、図11のステップS3における配置作業支援AR映像表示処理動作について説明する。第1の実施形態に係る試験装置1においては、DUT100の送信特性及び受信特性の測定処理(図11参照)を実施するにあたり、DUT100をQoQZ内に配置する必要がある。QoQZ内へのDUT100の配置作業を支援すべく、試験装置1は、図11のステップS1でのDUTホルダー56hにDUT100を保持させるセット作業(配置作業)に合わせ、該配置作業を支援するための配置作業支援AR映像を表示する配置作業支援AR映像表示制御機能を有している。
Next, the arrangement work support AR image display processing operation in step S3 of FIG. 11 will be described. In the
この配置作業支援AR映像表示制御機能により、試験装置1では、DUTホルダー56hにセットされた状態のDUT100とその周辺を撮影した映像(実際の映像)と可視化されたQoQZの映像(バーチャルな映像)とを、AR技術を使って重ね合わせてAR映像として表示することができるようになっている。配置作業支援AR映像表示制御機能は、統合制御装置10の制御部11におけるカメラ制御部15f、AR映像処理部15g、表示制御部15h等によって実現されるようになっている。
With this arrangement work support AR image display control function, the
統合制御装置10におけるDUT100の配置作業支援AR映像表示処理(図11のステップS3参照)動作について図12に示すフローチャートを参照して説明する。この配置作業支援AR映像表示処理において、DUT100とその周辺を撮影するためのカメラ部としては、OTAチャンバ50の内部空間51内に設けられるカメラ装置8を用い、AR映像を表示するモニタ部としては統合制御装置10に接続された表示部13を用いることができる他、上記カメラ部として外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70aを用い、上記モニタ部としては当該外部の通信端末70のモニタ画面70bを用いることができるものとする。
The operation of the
この配置作業支援AR映像表示処理は、図11のステップS1でDUTホルダー56hにDUT100を一旦セットした後、例えば、操作部12での電波の可視化を行う旨の設定操作を受け付ける(ステップS2でYES)ことにより開始される。
This arrangement work support AR image display process receives a setting operation for visualizing radio waves on the
配置作業支援AR映像表示処理が開始されると、カメラ制御部15fは、カメラ部を駆動制御し、DUT100及びその周辺を撮影させるように制御する(ステップS21)。カメラ部としては、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70a、またはOTAチャンバ50の内部空間51内に設けられるカメラ装置8を用いることができる。カメラ装置8はQoQZを含む領域を撮影可能な向き及び画角に設定されている。
When the arrangement work support AR image display process is started, the
DUT100及びその周辺の撮影により取得されるDUT撮影映像データは、実際の撮影映像として表示することが可能な映像データであり、例えば、RAM11cの所定のエリアに一時的に格納される(ステップS22)。
The DUT photographed image data obtained by photographing the
次いで、AR映像処理部15gは、上記DUT撮影映像データをその格納先から読み出すとともに、QoQZ可視化映像データを可視化映像データ格納部16cから読み出し、該読み出したDUT撮影映像データとQoQZ可視化映像データとに基づいてAR映像30(図15(c)参照)を表示するためのAR映像データを生成する(ステップS23)。具体的に、AR映像処理部15gは、QoQZ可視化映像データを可視化映像データ格納部16cから読み出し、該QoQZ可視化映像データに基づいてQoQZ可視化映像32を生成する一方で、別に読み出したDUT撮影映像データに基づいてDUT撮影映像31を生成し、該DUT撮影映像31と上記QoQZ可視化映像32とを組み合わせてAR映像30を表示するためのAR映像データを生成する。
Next, the AR
さらに表示制御部15hは、ステップS23で生成されたAR映像データに基づいて、DUT撮影映像31(図15(a)参照)とQoQZ可視化映像32(図15(b)参照)とが重ね合わせられたAR映像30(図15(c)参照)をモニタ部に表示する(ステップS24)。モニタ部としては、統合制御装置10に接続された表示部13、または外部の通信端末70のモニタ画面70bを用いることができる。
Further, the
モニタ部に表示されたAR映像30を確認することで、ユーザは、DUT撮影映像31におけるDUT100の位置とQoQZ可視化映像32との位置関係から当該DUT100がQoQZ内の適正な位置にセットされているか否かを目視によって容易に把握することができる。ここでQoQZ可視化映像32は球形の形状をなしているため、その球形の中心とDUT100の位置の位置関係からDUT100の現在の配置位置をより正確に把握することができる。ここでユーザは、DUT100が適正な位置にセットされているか否かを判断し、その判断結果に応じて、操作部12(若しくは、外部の通信端末70の操作部)での操作により、DUT100の配置が完了したか否かを指示できるようになっている。具体的に、ユーザは、例えば、DUT100が適正な位置にセットされていないと判断した場合、DUT100の姿勢可変機構56のDUTホルダー56hにおける保持位置(配置位置)を変更したうえで配置が完了していない旨を指示し、DUT100が適正な位置にセットされていると判断した場合には配置が完了している旨を指示するようになっている。
By checking the
上記ステップS24においてDUT撮影映像31とQoQZ可視化映像32とを重ね合わせてAR映像30として表示した後、次いでカメラ制御部15fは、上記指示の入力を監視し、DUT100の配置が完了したか否かを判定する(ステップS25)。
After the DUT captured
ここでDUT100の配置が完了していていないと判定された場合(ステップS25でNO)、ステップS21に戻り、以後、当該ステップS21以降の処理を続行する。
If it is determined that the placement of the
これに対し、DUT100の配置が完了したと判定された場合(ステップS25でYES)、測定制御部15eは図11のステップS4以降へと処理を進めるように制御する。
On the other hand, if it is determined that the placement of the
次に、図12に示す配置作業支援AR映像表示処理の具体的な処理例について、図13~図18を参照してさらに詳しく説明する。 Next, a specific processing example of the placement work assistance AR image display processing shown in FIG. 12 will be described in more detail with reference to FIGS. 13 to 18. FIG.
図12に示す配置作業支援AR映像表示処理は、例えば、図13に一部透過した状態を示すOTAチャンバ50の筐体本体部52の内部空間51内でDUT100を姿勢可変機構56にセットしてその送信特性及び受信特性の測定処理(図11参照)を実施する際に、DUT100をQoQZ内の適正な位置に配置する作業を支援するために行われる。
The arrangement work support AR image display processing shown in FIG. This is done in order to support the work of arranging the
QoQZは、例えば、図13に示すOTAチャンバ50の筐体本体部52の内部空間51において、互いに直交するx軸、y軸、z軸からなる3次元空間の点P1を中心とし、x軸上の点P2と点P3、y軸上の点P4と点P5、z軸上の点P6と点P7により規定される球体の形状を有している。
QoQZ is, for example, in the
上記形状を有するQoQZ内への配置を意識しつつ、DUT100をOTAチャンバ50の内部空間51内の姿勢可変機構56にセットし、カメラ部によりDUT100及びその周辺を撮影する(図12のステップS21参照)。カメラ部として外部の通信端末70に搭載されるカメラ70a(図3参照)を用いてDUT100及びその周辺を撮影するときの撮影形態を図14に示している。図12に示す配置作業支援AR映像表示処理では、ステップS24のAR映像表示処理において、図14に示す形態で撮影したDUT100が配置されたQoQZを含む領域の映像(DUT撮影映像31)に対して、予め格納しておいたQoQZ可視化映像データを基に生成した球形のQoQZ可視化映像32を重ね合わせてAR映像30として外部の通信端末70のモニタ画面70bに表示することで、DUT100をより適正な位置への配置する作業の支援を行っている。外部の通信端末のカメラ70a、モニタ画面70bは、それぞれ、本発明のカメラ部、モニタ部を構成する。
The
外部の通信端末70をカメラ部及びモニタ部として用いる場合の第1の実施形態に係る試験装置1における配置作業支援AR映像表示処理でのAR映像生成手順を図15に示している。ここで図15(a)はDUT100のセット状態におけるOTAチャンバ50内のDUT撮影映像31(図12のステップS23のDUT撮影映像データに基づく映像)を示し、図15(b)は予め格納しておいたQoQZ可視化映像データに基づき生成されたQoQZ可視化映像32(バーチャルな映像)を示し、図15(c)はDUT撮影映像31とQoQZ可視化映像32を重ね合わせたAR映像30(図12のステップS24のAR映像データに基づく拡張現実映像)を示している。
FIG. 15 shows an AR video generation procedure in the arrangement work support AR video display process in the
AR映像30の生成手順においてはまず、図15(a)に示すように、DUT100のセット状態におけるOTAチャンバ50内のQoQZのDUT撮影映像データ(図12のステップS23参照)に基づいてDUT撮影映像31を生成する。次いで、図15(b)に示すように、予め格納しておいたQoQZ可視化映像データ(図12のステップS23参照)に基づいてQoQZ可視化映像32を生成する。さらに図15(c)においては、図15(a)に示すDUT撮影映像31と、図15(b)に示すQoQZ可視化映像32とを重ね合わせてAR映像30(図12のステップS24参照)を生成するようにしている。
In the procedure for generating the
図16は、第1の実施形態に係る試験装置1における配置作業支援AR映像表示処理での外部の通信端末70のモニタ画面70bによるAR映像30の表示形態を示している。
FIG. 16 shows the display form of the
図16(図15(b)、図15(c)も併せ参照)に示すように、QoQZ可視化映像データに基づくQoQZ可視化映像32は球形の形状を有している。このQoQZ可視化映像32及びDUT撮影映像31を含むAR映像30を確認することで、DUT100とQoQZ可視化映像32との位置関係から、ユーザは、DUT100がQoQZ内に配置されているか、QoQZ内から外れた位置に配置されているかが一目で分かるようになる。
As shown in FIG. 16 (see also FIGS. 15(b) and 15(c)), the QoQZ visualized
配置作業支援AR映像表示処理によって生成されるAR映像30は、DUT100がQoQZ内に配置されているか否かを判断し易くするための指標情報をさらに有するものであってもよい。指標情報としては、姿勢可変機構56の回転中心を示すための情報としての座標軸、該座標軸上に設けられる目盛り等が挙げられる。
The
図17は、QoQZ内に配置されているか否かのDUT100の配置位置の確認を容易にするために付加される指標情報の一例を示す図である。図17においては、DUT100及びその周辺を図16に示す例とは別の角度から撮影したとき(例えば、OTAチャンバ50内のカメラ装置8で撮影したとき)のDUT撮影映像31とQoQZ可視化映像32とを重ね合わせたAR映像30Aの要部映像を示している。ここで図17(a)は、DUT100の回転中心P0を示す3次元座標軸35aが回転中心指示映像35として付加されたAR映像30Aの表示形態を示し、図17(b)は、図17(a)におけるAR映像30Aを構成する3次元座標軸35aの拡大図を示している。
FIG. 17 is a diagram showing an example of index information added to facilitate confirmation of the placement position of the
図17(a)に示すように、AR映像30中、DUT撮影映像31としては、DUTホルダー56hにセットされたDUT100であるラップトップPCとその周辺の撮影映像が表示されている。図17(a)において、表示画面上、ラップトップPCの手前側の位置には、QoQZ可視化映像32として、球形の可視化された電波が表示されている。この例において、QoQZ可視化映像32は、同心円で径の大きさが異なる2つの球形部、すなわち径が大きい外側の球形状部33aと径が小さい内側の球形状部33bからなる映像で構成されている。2つの球形状部33a、33bはそれぞれ測定精度の保証する範囲が異なるものである。例えば、外側の球形状部33aよりも、内側の球形状部33bの方が測定精度の保証する範囲が良好なものとなっている。
As shown in FIG. 17A, in the
QoQZ可視化映像32には、球形状部33a、33bの中心に一致する、姿勢可変機構56の回転中心を示す回転中心指示映像35がさらに含まれている。回転中心指示映像35は、例えば、図17(a)に示すように、当該回転中心P0で互いに交差するx軸、y軸、z軸からなる3次元座標軸35aを示す映像で構成されている。回転中心指示映像35は、例えば、図17(b)に示すように、3次元座標軸35aに対して適宜なピッチの目盛り35bを示す映像がさらに付加された映像内容であってもよい。
The QoQZ visualized
このように、図17(a)及び図17(b)に示す表示形態でAR映像30を表示する第1の実施形態に係る試験装置1によれば、DUTホルダー56hを矢印a1方向(y方向)と矢印a2方向(z方向)とに適宜移動させることにより、当該DUTホルダー56hにセットされているDUT100を、姿勢可変機構56の回転中心P0を目印にしてQoQZ内に納まるようにセットし直すことが可能となる。この場合において、QoQZ可視化映像32は球形の形状をなしているため、その球形の中心とDUT100の位置の位置関係からDUT100の現在の配置位置をより正確に把握することができる。結果として、球形の中心を目安として、DUT100をQoQZ内の測定のためのより正確な位置に配置することが可能になる。
As described above, according to the
なお、図14~図16においては、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70a(図3参照)をカメラ部として用い、このカメラ70aによる撮影により取得されるDUT撮影映像31を含むAR映像30をモニタ部である外部の通信端末70のモニタ画面70bに表示する例を挙げているが、カメラ部としてOTAチャンバ50の内部空間51内に設けられるカメラ装置8を用い、モニタ部として統合制御装置10の表示部13を用いる運用も可能である。この運用においても、DUT撮影映像31、QoQZ可視化映像32の取得、AR映像30の生成、AR映像表示処理の手順は、図14、図15、及び図16を参照して説明した手順と同様の手順で実現することができる。
14 to 16, the
図18は、第1の実施形態に係る試験装置1における配置作業支援AR映像表示処理(図11のステップS3参照)での統合制御装置10の表示部13によるAR映像30の表示形態を示す図である。この場合にも、カメラ部、モニタ部として外部の通信端末70を用いる場合と同様、例えば、姿勢可変機構56の回転中心P0を示す3次元座標軸35a、並びに目盛り35bを付加したAR映像30A(図17参照)を表示する機能構成とし得ることはいうまでもない。
FIG. 18 is a diagram showing a display form of the
(変形例)
本発明に係る配置作業支援AR映像表示制御機能は、DUT100がQoQZ内にセットされているか否かを容易に把握可能にするためのものであるところ、上述の第1の実施形態で挙げたラップトップPC等の比較的サイズが大きいDUT100では、例えば、球形のQoQZ可視化映像32の断面形状(円形)内に全ての部分が入る(収容される)とは限らない。このようなサイズの大きなDUT100の場合、必要な個所、とりわけアンテナ110が内蔵されている個所(実装箇所)さえクQoQZ内に入っていれば配置条件を満たすこととなる。
(Modification)
The arrangement work support AR image display control function according to the present invention is for making it possible to easily grasp whether or not the
一方で、上述したサイズの大きなDUT100は、アンテナ110の実装対象エリアが広いため、アンテナ110の実装箇所を特定し難く、実装箇所が不明な場合も多い。このため、この種のDUT100の試験においては、スマートフォンのような小型の移動端末に比べると、アンテナ110の内蔵箇所がQoQZ内に入っているか否かの判断がつき難い傾向にあった。
On the other hand, in the
そこで上記第1の実施形態の変形例においては、DUT100の筐体表面のアンテナ110の実装箇所に対応する位置にテープを貼り付け、アンテナ110の配置場所を示すセンサーテープとして機能させるようにしたものである。
Therefore, in the modification of the first embodiment, a tape is attached to a position corresponding to the mounting location of the
図19は、第1の実施形態の変形例に係る試験装置1Aにおけるアンテナ110の実装箇所にセンサーテープ120が貼付されたDUT100を被試験対象とする配置作業支援AR映像表示処理での統合制御装置10の表示部13によるAR映像30の表示形態を示す図である。図19に示す試験装置1Aにおいて、上記第1の実施形態に係る試験装置1(例えば、図18参照)と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付している。
FIG. 19 shows an integrated control device in placement work support AR video display processing for a
この変形例に係わる試験装置1Aでは、試験対象であるDUT100において、例えば、蓋部(ディスプレイ部)の表面におけるアンテナ110の実装箇所に対応する箇所にセンサーテープ120が貼り付けられている。この例では、7カ所にセンサーテープ120が貼り付けられている。センサーテープは、例えば、樹脂製の光反射粘着テープ等で構成することができる。
In the test apparatus 1A according to this modified example, the
この変形例に係る試験装置1Aでは、センサーテープ120を貼り付けたDUT100を姿勢可変機構56にセットし、この状態で図12に示すフローチャートにしたがったAR映像表示制御を実行する。このAR映像表示制御によって、表示部13には、図19に示すようなAR映像30が表示される。このAR映像30を確認することによって、ユーザは、QoQZ可視化映像32と、DUT100に貼り付けたセンサーテープ120との位置関係から、DUT100の必要な個所、すなわち、アンテナ110がQoQZ内に納まっているか否かを把握することができ、DUT100のセット位置をQoQZ内に入るように容易に調整することが可能となる。
In the test apparatus 1A according to this modified example, the
なお、変形例においても、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70a(図3参照)をカメラ部として用い、このカメラ70aによる撮影により取得されるDUT撮影映像31を含むAR映像30Aをモニタ部である外部の通信端末70のモニタ画面70bに表示する運用が可能であることはいうまでもない。
Also in the modified example, the
以上説明したように、第1の実施形態に係る試験装置1は、周囲の電波環境に影響されない内部空間51を有するOTAチャンバ50と、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試験用アンテナ6と、内部空間51におけるQoQZ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と、試験用アンテナ6を、DUT100のアンテナ110との間で無線信号を送信又は受信させるように駆動制御する制御部11と、QoQZを球形のQoQZ可視化映像32として表すためのQoQZ可視化映像データを保管する可視化映像データ格納部16cと、カメラ部でDUT100を撮影したDUT撮影映像31と、QoQZ可視化映像データに基づき生成したQoQZ可視化映像32を組み合わせることで、AR映像30としてモニタ部に重ねて表示する表示制御部15hと、を有する構成を有している。
As described above, the
この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、従来装置のようなDUT100の配置位置を示すためのレーザーデバイスを必要とせず、AR映像30を確認することによって、球形のQoQZ可視化映像32に対するDUT100の位置関係を正確かつ容易に把握することができる。これにより、OTA試験環境においてDUT100の測定を行う際に、DUT100を、球形のQoQZ可視化映像32を目安により正確な測定位置へ容易に配置することができる。また、危険なレーザー光を取り扱うレーザーデバイスを搭載していないため、配置が完了するまでのDUT100の位置調整作業を安全に実施でき、コスト削減も可能となる。
With this configuration, the
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、QoQZ可視化映像データは、DUT100の送信特性又は受信特性のシミュレーションデータ若しくは実測データに基づいて生成される構成であってもよい。この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、DUT100の送信特性又は受信特性のシミュレーションデータ若しくは実測データのいずれからも球形のQoQZ可視化映像32を生成することが可能となる。
Also, in the
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、カメラ部は、OTAチャンバ50内に設置されたカメラ装置8であり、表示制御部15hは、AR映像30をモニタ部としての表示部13に表示する構成である。
Further, in the
この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、OTAチャンバ50内に設けたカメラ装置8によりDUT100を撮影し、撮影により得られるDUT撮影映像31に基づくAR映像30を表示部13に表示するため、OTAチャンバ50の外観構造等、既存設備の大幅な変更を要せずに、AR映像30によるDUT100の配置位置の確認に対応できる。
With this configuration, the
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、カメラ部は、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70aであり、表示制御部15hは、AR映像30をモニタ部としての外部の通信端末のモニタ画面70bに重ねて表示する構成を有する。
Further, in the
この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、DUT100の撮影、撮影により得られるDUT撮影映像31を基に生成されるAR映像30の表示のいずれも外部の通信端末70を使って行えるため、AR映像30によるDUT100の配置位置確認作業のための使い勝手が向上する。
With this configuration, the
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、表示制御部15hは、AR映像30に、姿勢可変機構56の回転中心を示す回転中心指示映像35を付加して表示する構成を有している。この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、姿勢可変機構56の回転中心を示す映像を目安に、DUT100を容易に当該回転中心に配置することが可能となる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係る試験装置1において、表示制御部15hは、AR映像30に、目盛り35bを示す映像を付加して表示する構成を有している。この構成により、第1の実施形態に係る試験装置1は、AR映像30に付加された目盛り35bを目安に、DUT100を容易かつ正確に姿勢可変機構56の回転中心に配置することが可能となる。
In addition, in the
また、第1の実施形態に係る試験方法は、上記いずれかの構成を有する試験装置1を用いる試験方法であって、OTAチャンバ50内で、DUT100を姿勢可変機構56に保持させるステップ(S1)と、姿勢可変機構56に保持されたDUT100をカメラ部で撮影してDUT撮影映像31として取得するステップ(S22)と、QoQZを球形のQoQZ可視化映像32として表すためのQoQZ可視化映像データを、可視化映像データ格納部16cから取得するステップ(S23)と、カメラ部で撮影したDUT撮影映像31と、取得したQoQZ可視化映像データに基づき生成したQoQZ可視化映像32を組み合わせることで、AR映像30としてモニタ部に重ねて表示するステップ(S24)と、を含む構成である。
Further, the test method according to the first embodiment is a test method using the
この構成により、第1の実施形態に係る試験方法は、本試験方法を適用する試験装置1において、従来装置のようなDUT100の配置位置を示すためのレーザーデバイスを必要とせず、AR映像30を確認することによって、球形のQoQZ可視化映像32に対するDUT100の位置関係を正確かつ容易に把握可能になる。これにより、OTA試験環境においてDUT100の測定を行う際に、DUT100を、球形のQoQZ可視化映像32を目安により正確な測定位置に容易に配置することができる。また、危険なレーザー光を取り扱うレーザーデバイスを搭載していないため、配置が完了するまでのDUT100の位置調整作業を安全に実施でき、コスト削減も可能となる。
With this configuration, the test method according to the first embodiment does not require a laser device for indicating the arrangement position of the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る試験装置1Bの構成について図20を参照して説明する。第2の実施形態に係る試験装置1Bは、図20に示すように、基本的な構成については第1の実施形態に係る試験装置1と同等のものである。図20において、第1の実施形態に係る試験装置1(図3参照)と同様の構成要素に対しては同一の符号を付している。
(Second embodiment)
Next, the configuration of the
第2の実施形態に係る試験装置1Bは、第1の実施形態に係る試験装置1とは異なる構成として、可視化映像データ格納部16d(図3参照)に、上述した球形のQoQZ可視化映像32を表示可能なQoQZ可視化映像データに加え、QoQZ可視化映像32とは異なる可視化付加映像を表示可能な可視化付加映像データが格納されている。具体的に、可視化映像データ格納部16dは、可視化付加映像データとして、例えば、リフレクタ7とDUT100との間の無線信号の電力分布を円柱形の可視化付加映像32a(図21(c)及び(d)参照)として表すことが可能な映像データを格納している。この可視化付加映像データは、上述したリフレクタ7とDUT100との間の無線信号の電力分布のシミュレーションデータ、若しくは実測データに基づいて作成し得るものである。
The
上記可視化付加映像データについて説明する。可視化付加映像データは、例えば、リフレクタ7とDUT100との間の無線信号の電力分布のシミュレーションデータ(シミュレーションにより得られるデータ)若しくは実測データ(実際に測定して得られるデータ)に基づき生成可能であり、例えば、上記電力分布を円柱形の形状で表すことができる(可視化し得る)映像データである。
The visualization additional video data will be described. The additional visualization image data can be generated, for example, based on simulation data (data obtained by simulation) or actual measurement data (data obtained by actual measurement) of the power distribution of the radio signal between the
上述した可視化付加映像データを生成するためのシミュレーションデータまたは実測データとしては、例えば、平面波シミュレーションデータ若しくは平面波実測データが挙げられる。平面波シミュレーションデータ、平面波実測データは、例えば、図5(b)を参照して説明すると、アンテナATの電波を反射鏡7Aの鏡面で反射させて無線端末100Aに到達させる試験方法を適用したときに、反射鏡7Aの鏡面での反射後に拡がる平面波の領域(位相差がλ/16未満の領域)の電波に対応するシミュレーションデータ、測定データである。
The simulation data or measured data for generating the above-described visualized additional image data includes, for example, plane wave simulation data or measured plane wave data. Plane wave simulation data and plane wave actual measurement data will be described, for example, with reference to FIG. 5(b). , simulation data and measurement data corresponding to radio waves in a plane wave region (region where the phase difference is less than λ/16) spreading after being reflected on the mirror surface of the reflecting
第2の実施形態では、当該試験装置1Bで事前に実施したOTAチャンバ50内でのDUT100を対象とする測定により得られた例えば平面波シミュレーションデータ(若しくは平面波実測データ)のうち、リフレクタ7(反射鏡7A)の鏡面での反射後直ぐの位置からDUT100(無線端末100A)に到達する位置に至るまでの平面波シミュレーションデータ(若しくは平面波実測データ)を可視化して円柱形の形状で表示することが可能な可視化付加映像データが、QoQZ可視化映像データとともに事前に可視化映像データ格納部16dに格納されているものとする。なお、可視化付加映像データ、QoQZ可視化映像データは、事前に格納しておくのに限らず、実測データに基づいて、その都度、生成するようにしてもよい。
In the second embodiment, the reflector 7 (reflecting mirror It is possible to visualize plane wave simulation data (or plane wave actual measurement data) from the position immediately after reflection on the mirror surface of 7A) to the position reaching the DUT 100 (
また、第1の実施形態に係る試験装置1とは異なる構成として、第2の実施形態に係る試験装置1BのAR映像処理部15g1では、可視化映像データ格納部16dに格納されているQoQZ可視化映像データ、可視化付加映像データに基づいて、それぞれ、QoQZ可視化映像32、円柱形の可視化付加映像32aを生成し、当該QoQZ可視化映像32及び可視化付加映像32aをDUT撮影映像データと組み合わせることでAR映像データを生成するAR映像処理機能を有している。
Further, as a configuration different from that of the
また、表示制御部15h1は、QoQZ可視化映像データに基づき生成されるQoQZ可視化映像32に、可視化付加映像データに基づき生成される円柱形の可視化付加映像32aをさらに組み合わせる(図15(b)、(c)参照)ことで、AR画像30b(図15(d)参照)としての表示を行うAR映像表示制御機能を有している。
Further, the display control unit 15h1 further combines the QoQZ visualized
次に、第2の実施形態に係る試験装置1Bの動作について説明する。第2の実施形態に係る試験装置1Bは、第1の実施形態に係る試験装置1と同様、図11に示すフローチャートに沿って、DUT100の送信特性及び受信特性の測定処理を実施する。
Next, operation of the
測定処理の実行中、図11のステップS1でDUTホルダー56hにDUT100を一旦セットした後、例えば、操作部12での電波の可視化を行う旨の設定操作を受け付ける(ステップS2でYES)ことにより、DUT100をQoQZの適正な位置への配置を支援するための配置作業支援AR映像表示処理が開始される。この配置作業支援AR映像表示処理について、図12に示すフローチャートを援用して説明する。
During the execution of the measurement process, after once setting the
試験装置1Bにおいて、配置作業支援AR映像表示処理が開始されると、カメラ制御部15fは、カメラ部を駆動制御し、DUT100及びその周辺を撮影させるように制御する(ステップS21)。カメラ部としては、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70a、またはOTAチャンバ50の内部空間51内に設けられるカメラ装置8を用いることができる。
When the placement work support AR image display process is started in the
DUT100及びその周辺の撮影により取得されるDUT撮影映像データは、例えば、RAM11cの所定のエリアに一時的に格納される(ステップS22)。
The DUT image data obtained by photographing the
次いで、AR映像処理部15g1は、上記DUT撮影映像データをその格納先から読み出すとともに、可視化映像データを可視化映像データ格納部16dから読み出し、該読み出したDUT撮影映像データと可視化映像データとに基づいてAR映像30b(図21(d)参照)を表示するためのAR映像データを生成する(ステップS23)。
Next, the AR image processing unit 15g1 reads the DUT-captured image data from its storage location, reads the visualized image data from the visualized image
ここで可視化映像データ格納部16dには、球形のQoQZ可視化映像32(図21(c)及び(d)参照)として表すためのQoQZ可視化映像データと、リフレクタ7とDUT100との間の無線信号の電力分布を円柱形の可視化付加映像32a(図21(c)及び(d)参照)として表すことが可能な可視化付加映像データとが、格納されている。AR映像処理部15g1は、QoQZ可視化映像データに基づいてQoQZ可視化映像32を生成し、かつ、可視化付加映像データに基づいて可視化付加映像32aを生成してこれらQoQZ可視化映像32及び可視化付加映像32aをDUT撮影映像データと組み合わせることによりAR映像データを生成する。
Here, in the visualized image
さらに表示制御部15h1は、ステップS23で生成されたAR映像データに基づいて、DUT撮影映像31(図21(a)参照)と、QoQZ可視化映像32(図21(b)参照)と、可視化付加映像32a(図21(c)参照)とが重ね合わせられたAR映像30bをモニタ部に表示する(ステップS24)。モニタ部としては、統合制御装置10に接続された表示部13、または外部の通信端末70のモニタ画面70bを用いることができる。
Further, the display control unit 15h1 generates a DUT captured image 31 (see FIG. 21(a)), a QoQZ visualized image 32 (see FIG. 21(b)), and a visualization addition image based on the AR image data generated in step S23. The
上記ステップS24においてDUT撮影映像31と、QoQZ可視化映像32と、可視化付加映像32aとを重ね合わせてAR映像30bとして表示した後、次いでカメラ制御部15fは、上記指示の入力を監視し、DUT100の配置が完了したか否かを判定する(ステップS25)。
After the DUT captured
ここでDUT100の配置が完了していていないと判定された場合(ステップS25でNO)、ステップS21に戻って当該ステップS21以降の処理を続行し、他方、DUT100の配置が完了したと判定された場合(ステップS25でYES)、測定制御部15eが図11のステップS4以降へと処理を進めるように制御する。
If it is determined that the placement of the
次に、第2の実施形態に係る試験装置1Bでの配置作業支援AR映像表示処理(図12参照)の具体的な処理例について、図21、図22を参照してさらに詳しく説明する。
Next, a specific processing example of the arrangement work support AR image display processing (see FIG. 12) in the
まず、AR映像30bの生成手順について図21を参照して説明する。AR映像30bの生成手順においてはまず、図21(a)に示すように、DUT100のセット状態におけるOTAチャンバ50内のQoQZを含むDUT撮影映像データ(図12のステップS23参照)に基づいてDUT撮影映像31を生成する。
First, the procedure for generating the
次いで、図21(b)及び(c)に示すように、予め格納しておいた可視化映像データ(図12のステップS23参照)に基づいて可視化映像を生成する。第2の実施形態では、可視化映像データとしてQoQZ可視化映像データと可視化付加映像データとが格納されており、AR映像処理部15g1は、QoQZ可視化映像データに基づいて例えば図21(b)に示すような球形のQoQZ可視化映像32を生成するとともに、可視化付加映像データに基づいて例えば図21(c)に示すような円柱形の可視化付加映像32aを生成する。
Next, as shown in FIGS. 21(b) and 21(c), a visualized image is generated based on the previously stored visualized image data (see step S23 in FIG. 12). In the second embodiment, QoQZ visualized image data and additional visualization image data are stored as visualized image data. A spherical QoQZ visualized
さらに表示制御部15h1は、図21(d)に示すように、図21(a)に示すDUT撮影映像31と、図21(b)に示すQoQZ可視化映像32と、図21(c)に示す可視化付加映像32aとを重ね合わせて、AR映像30bとしてモニタ部に表示するようになっている。
Further, as shown in FIG. 21(d), the display control unit 15h1 controls the DUT captured
図22は、第2の実施形態に係る試験装置1Bにおける配置作業支援AR映像表示処理での外部の通信端末70のモニタ画面70bによるAR映像30bの表示形態を示している。
FIG. 22 shows the display form of the
図22(図21(b)~図21(d)も併せ参照)に示すように、可視化映像データであるQoQZ可視化映像データに基づくQoQZ可視化映像32は球形の形状を有し、もう1つの可視化映像データである可視化付加映像データに基づく可視化付加映像32aは円柱形の形状を有している。これら球形のQoQZ可視化映像32、円柱形の可視化付加映像32a及びDUT撮影映像31を含むAR映像30bを確認することで、DUT100とQoQZ可視化映像32並びに可視化付加映像32aの位置関係から、ユーザは、DUT100がQoQZ内の正確な位置に配置されているか、QoQZ内から外れた位置に配置されているかが一目で分かるようになる。これにより、電波を可視化した映像として、QoQZ可視化映像32、あるいは可視化付加映像32aのどちらか一つ用いる場合に比べて、QoQZ内の測定により適した位置(正確な位置)にDUT100を配置することが可能となる。
As shown in FIG. 22 (see also FIGS. 21(b) to 21(d)), QoQZ visualized
図21、図22においては、外部の通信端末70内に組み込まれたカメラ70a(図3参照)をカメラ部として用い、このカメラ70aによる撮影により取得されるDUT撮影映像31を含むAR映像30bをモニタ部である外部の通信端末70のモニタ画面70bに表示する例を挙げている。第2の実施形態に係る試験装置1Bにおいても、カメラ部としてOTAチャンバ50の内部空間51内に設けられるカメラ装置8を用い、モニタ部として統合制御装置10の表示部13を用いる運用も可能であることはいうまでもない。
In FIGS. 21 and 22, a
第2の実施形態に係る試験装置1Bは、AR映像30bについて、DUT100がQoQZ内に配置されているか否かを判断し易くするための指標情報を合わせ表示する構成としてもよい。指標情報としては、第1の実施形態で述べたように、姿勢可変機構56の回転中心を示すための情報としての座標軸(図17(a)参照)、該座標軸上に設けられる目盛り(図17(b)参照)等が挙げられる。
The
また、第2の実施形態に係る試験装置1Bでは、DUT100の送信特性又は受信特性の測定に際し、例えば、図19に示す変形例のように、DUT100におけるアンテナ110の実装箇所に対応する位置にセンサーテープ120を貼付し、アンテナ110の実装位置を明示する運用も実施可能である。
Further, in the
このように、第2の実施形態に係る試験装置1Bは、試験用アンテナ6とDUT100のアンテナ110間の所定の位置で無線信号を折り返すリフレクタ7を有し、可視化映像データ格納部16dは、リフレクタ7とDUT100との間の無線信号の電力分布を円柱形の可視化付加映像32aとして表すための可視化付加映像データをさらに保管し、表示制御部15hは、DUT撮影映像31とQoQZ可視化映像32に、可視化付加映像データに基づき生成した円柱形の可視化付加映像32aをさらに組み合わせることで、AR映像30bとして表示する構成を有している。
As described above, the
この構成により、第2の実施形態に係る試験装置1Bは、AR映像30bに付加するバーチャル映像として、QoQZ可視化映像32のみを用いる場合に比べて、円柱形の可視化付加映像32aも加味して被試験対象をさらに正確な測定位置へと配置することが可能となる。
With this configuration, the
第2の実施形態に係る試験装置1Bは、AR映像30bとして、円柱形の可視化付加映像32aを付加的に表示する以外の基本構成は、第1の実施形態に係る試験装置1、あるいはその変形例に係わる試験装置1Aと同様である。このため、第2の実施形態に係る試験装置1Bは、上記基本構成を有することによる第1の実施形態に係る試験装置1と同様の作用効果を奏することができる。
A
以上のように、本発明に係る試験装置及び試験方法は、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を測定する際に、被試験対象をより正確な測定位置に安全かつ容易に配置することができ、コスト削減も可能であるという効果を奏し、5G NRバンドを使用可能とする無線端末の送受信測定を行う試験装置及び試験方法全般に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the test apparatus and test method according to the present invention can safely and easily place a device under test at a more accurate measurement position when measuring the transmission characteristics or reception characteristics of the device under test in an OTA test environment. This has the effect of reducing costs, and is useful for general testing equipment and testing methods for measuring transmission and reception of wireless terminals capable of using the 5G NR band.
1、1A、1B 試験装置
6 試験用アンテナ
7 リフレクタ
8 カメラ装置(カメラ部)
11 制御部
13 表示部(モニタ部)
15h、15h1 表示制御部(制御部)
16c、16d 可視化映像データ格納部(保管部)
30、30b、30A AR(Augmented Reality:拡張現実)映像
31 DUT撮影映像(被試験対象映像)
32 QoQZ(Quality of quiet zone)可視化映像
32a 可視化付加映像
35 回転中心指示映像(姿勢可変機構の回転中心を示す映像)
35a 3次元座標軸
35b 目盛り
50 OTAチャンバ(電波暗箱)
51 内部空間
56 姿勢可変機構
70 外部の通信端末
70a カメラ(カメラ部)
70b モニタ画面(モニタ部)
100 DUT(被試験対象)
110 DUTのアンテナ(被試験アンテナ)
1, 1A,
11
15h, 15h1 Display control unit (control unit)
16c, 16d Visualized video data storage unit (storage unit)
30, 30b, 30A AR (Augmented Reality)
32 QoQZ (Quality of quiet zone)
35a three-dimensional coordinate
51
70b Monitor screen (monitor section)
100 DUTs (objects under test)
110 DUT antenna (antenna under test)
Claims (8)
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、前記被試験対象の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号を前記被試験アンテナとの間で送信又は受信する試験用アンテナ(6)と、
前記内部空間におけるクォーリティ・オブ・クワイエットゾーン(QoQZ)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機構(56)と、
前記試験用アンテナを、前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信させるように駆動制御する制御部(11)と、
前記クォーリティ・オブ・クワイエットゾーンを球形のQoQZ可視化映像(32)として表すためのQoQZ可視化映像データを保管する保管部(16c、16d)と、
カメラ部(8、70a)で前記被試験対象を撮影した被試験対象映像(31)と、前記QoQZ可視化映像データに基づき生成した前記QoQZ可視化映像を組み合わせることで、AR(拡張現実)映像(30)としてモニタ部(13、70b)に重ねて表示する表示制御部(15h、15h1)と、
を有することを特徴とする試験装置。 A test apparatus (1, 1B) for measuring transmission characteristics or reception characteristics of a device under test (100) having an antenna under test (110),
an anechoic box (50) having an internal space (51) unaffected by the surrounding radio wave environment;
a test antenna (6) that is accommodated in the internal space and that transmits or receives a radio signal to and from the antenna under test for measuring transmission characteristics or reception characteristics of the test object;
an attitude variable mechanism (56) for sequentially varying the attitude of the test subject placed within the quality of quiet zone (QoQZ) in the internal space;
a control unit (11) for driving and controlling the test antenna so as to transmit or receive the radio signal to/from the antenna under test;
Storage units (16c, 16d) for storing QoQZ visualization image data for representing the quality of quiet zone as a spherical QoQZ visualization image (32);
AR (augmented reality) video (30) is generated by combining the video (31) of the test target captured by the camera (8, 70a) and the QoQZ visualized video generated based on the QoQZ visualized video data. ) as superimposed on the monitor unit (13, 70b), a display control unit (15h, 15h1),
A testing device characterized by comprising:
前記表示制御部は、前記AR映像を表示部(13)に表示することを特徴とする請求項1または2に記載の試験装置。 The camera unit is a camera device (8) installed in the anechoic box,
3. The test apparatus according to claim 1, wherein the display control section displays the AR image on a display section (13).
前記表示制御部は、前記AR映像を前記外部の通信端末のモニタ画面(70b)に重ねて表示することを特徴とする請求項1または2に記載の試験装置。 The camera unit is a camera (70a) incorporated in an external communication terminal (70),
3. The test apparatus according to claim 1, wherein the display control unit displays the AR image superimposed on a monitor screen (70b) of the external communication terminal.
前記保管部(16d)は、前記リフレクタと前記被試験対象との間の前記無線信号の電力分布を円柱形の可視化付加映像(32a)として表すための可視化付加映像データをさらに保管し、
前記表示制御部は、前記被試験対象映像と前記QoQZ可視化映像に、前記可視化付加映像データに基づき生成した前記円柱形の可視化付加映像をさらに組み合わせることで、前記AR映像として表示することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の試験装置。 Having a reflector (7) for folding back the radio signal at a predetermined position between the test antenna and the antenna under test,
The storage unit (16d) further stores visualization additional image data for representing the power distribution of the wireless signal between the reflector and the test object as a cylindrical visualization additional image (32a),
The display control unit displays the AR image by further combining the image to be tested and the QoQZ visualized image with the cylindrical additional visualization image generated based on the additional visualization image data. The testing device according to any one of claims 1 to 4.
前記電波暗箱内で、前記被試験対象を前記姿勢可変機構に保持させるステップ(S1)と、
前記姿勢可変機構に保持された前記被試験対象を前記カメラ部で撮影して前記被試験対象映像として取得するステップ(S22)と、
前記クォーリティ・オブ・クワイエットゾーンを球形のQoQZ可視化映像(32)として表すための前記QoQZ可視化映像データを、前記保管部から取得するステップ(S23)と、
前記カメラ部で撮影した前記被試験対象映像と、取得した前記QoQZ可視化映像データに基づき生成した前記QoQZ可視化映像を組み合わせることで、AR(拡張現実)映像(30)としてモニタ部(13、70b)に重ねて表示するステップ(S24)と、
を含むことを特徴とする試験方法。 A test method using the test apparatus according to any one of claims 1 to 7,
a step (S1) of causing the attitude varying mechanism to hold the test object in the anechoic box;
a step (S22) of capturing an image of the test object held by the posture changing mechanism with the camera unit and acquiring the test object image;
obtaining the QoQZ visualization image data for expressing the quality of quiet zone as a spherical QoQZ visualization image (32) from the storage unit (S23);
By combining the video to be tested captured by the camera unit and the QoQZ visualized video generated based on the acquired QoQZ visualized video data, a monitor unit (13, 70b) as an AR (augmented reality) video (30) a step (S24) of displaying superimposed on
A test method comprising:
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