JP5135410B2 - TIS measuring method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するための全等方性感度TIS(Total Isotropic Sensitivity)を、容易に且つ短時間に測定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for easily and quickly measuring a total isotropic sensitivity TIS (Total Isotropic Sensitivity) for evaluating reception sensitivity of a mobile radio terminal such as a mobile phone.
携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するパラメータとしてTISがある。なお、このTISと同じ意味のパラメータとしてTRS(Total Radiated Sensitivity)と呼ぶこともあるが、以下の説明ではTISと記載する。 There is TIS as a parameter for evaluating the reception sensitivity of a mobile radio terminal such as a mobile phone. Note that TRS (Total Radiated Sensitivity) is sometimes referred to as a parameter having the same meaning as TIS, but is described as TIS in the following description.
TISの定義について図8を用いて説明する。図8の(a)は導体接続測定の系を示し、(b)は放射測定の系を示すものである。 The definition of TIS will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows a conductor connection measurement system, and FIG. 8B shows a radiation measurement system.
導体接続測定の場合は、測定用端子を介した直結の測定系で、送信機100から受信機110にデータで変調された信号を入力し、その入力レベルを高い方から低い方へ順次低下させていき、受信機110で復調されるデータのBER(ビット誤り率)が規定値に達した時の入力電力Psで受信感度を規定する。
In the case of conductor connection measurement, a signal modulated with data is input from the
この測定法は測定用端子の存在を前提にしているが、携帯端末の小型化や低コスト化に伴い、測定用端子を持たないものが増えてくると上記測定法は使えず、受信機の感度を放射で測定しなければならなくなる。 This measurement method assumes the presence of a measurement terminal, but as the number of devices that do not have a measurement terminal increases with the miniaturization and cost reduction of mobile terminals, the above measurement method cannot be used, and the receiver Sensitivity must be measured by radiation.
一方、放射測定の場合は、(θ,φ)方向からθ偏波の平面波が電力EISθ(θ,φ)で到来した状態で、受信機110で復調されるデータのBER(ビット誤り率)が規定値に達する時の受信アンテナ111から受信機110への入力電力がPsであったとする。
On the other hand, in the case of radiation measurement, a BER (bit error rate) of data demodulated by the
θ、φの両偏波に対し、このような平面波が全空間から到来する散乱環境(各平面波は異なる方向でインコヒーレントとする)を考え、その中に理想的無指向性アンテナを配置して受信した全電力を空間平均したものをTISと定義する。 Considering the scattering environment in which such plane waves arrive from the entire space for both θ and φ polarizations (each plane wave is incoherent in a different direction), an ideal omnidirectional antenna is placed in it. A spatial average of all received power is defined as TIS.
即ち、θ、φの両偏波に対する受信アンテナの動作利得をそれぞれGθ(θ,φ)、Gφ(θ,φ)とすると、θ偏波の平面波の電力EISθ(θ,φ)と、φ偏波の平面波の電力EISφ(θ,φ)は、以下のように表される。 That is, assuming that the operating gain of the receiving antenna for both polarizations of θ and φ is G θ (θ, φ) and G φ (θ, φ), respectively, the plane wave power EIS θ (θ, φ) of θ polarization is , Φ-polarized plane wave power EIS φ (θ, φ) is expressed as follows.
EISθ(θ,φ)=Ps/Gθ(θ,φ) ……(1)
EISφ(θ,φ)=Ps/Gφ(θ,φ) ……(2)
EIS θ (θ, φ) = Ps / G θ (θ, φ) (1)
EIS φ (θ, φ) = Ps / G φ (θ, φ) (2)
また、上記定義からTISは、次式によって表される。なお、以下の式では、θ、φの関数であることを示す(θ,φ)を省略して記載する。 From the above definition, TIS is expressed by the following equation. In the following formula, (θ, φ) indicating that it is a function of θ, φ is omitted.
TIS
=4π/{∫∫[(1/EISθ)+(1/EISφ)]sinθdθdφ}……(3)
TIS
= 4π / {∫∫ [(1 / EIS θ) + (1 / EIS φ)] sinθdθdφ} ...... (3)
つまり、式(1)、(2)のEISを全空間で測定し、それを式(3)の分母のように積分することでTISが得られる。 That is, TIS can be obtained by measuring the EIS of equations (1) and (2) in the entire space and integrating it as in the denominator of equation (3).
なお、上記技術に関連して、アンテナの3次元ゲインパターンを測定し、その測定結果に基づいてTISを求める技術が、特許文献1に開示されている。
In connection with the above technique,
しかしながら、上記のように3次元の式(1)、(2)のEISを全空間で測定し、それを積分する方式では、測定結果を得るために大変な時間がかかるという問題があった(自動測定システムを用いても通常6時間かかると言われている)。 However, as described above, the method of measuring the EIS of the three-dimensional equations (1) and (2) in the whole space and integrating it has a problem that it takes a very long time to obtain the measurement result ( Even with an automatic measurement system, it is usually said to take 6 hours).
本発明は、この問題を解決し、TISを極めて短時間に測定できるTIS測定方法および装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve this problem and provide a TIS measurement method and apparatus capable of measuring TIS in an extremely short time.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1のTIS測定方法は、
楕円をその2つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の一方の焦点の近傍に送信アンテナ(3)を配置し、他方の焦点の近傍に被測定物(1)を配置して、前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置を調整する段階と、
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Pthとして求める段階と、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Pc′と受信最大電力Pr′を求める段階とを含み、
前記求めた各電力値Pth、Pc′、Pr′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Lmとを用い、次式、
TIS
=[Pth(1−|Γ| 2 )Pr′]/[Pc′(1−|Γ′| 2 )ηr′・Lm]
にしたがって被測定物のTISを算出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the TIS measurement method according to
A transmission antenna (3) is arranged in the vicinity of one focal point in a closed space surrounded by a metal wall surface and is obtained by rotating an ellipse around an axis passing through the two focal points, and in the vicinity of the other focal point Arranging the device under test (1) and adjusting the positions of the transmission antenna and the device under test so that the signal output from the transmission antenna is received at the device under maximum sensitivity;
A measurement signal for measuring a bit error rate that can be received by the device under test is supplied to the transmitting antenna, and a bit error rate of a demodulated data signal of the device under test that has received the measurement signal can be measured. Changing the supply power of the measurement signal to determine the supply power of the measurement signal when the bit error rate reaches a specified value as the threshold power Pth;
A signal receiving power Pc to the transmitting antenna when the position of the transmitting antenna and the reference receiving antenna is adjusted so that the receiving power of the reference receiving antenna is maximized by using a reference receiving antenna instead of the device under test. And determining the maximum received power Pr ′,
Each of the obtained power values Pth, Pc ′, Pr ′, the reflection coefficient Γ of the transmitting antenna when the object to be measured is measured, the reflection coefficient Γ ′ of the transmitting antenna when the reference receiving antenna is measured, Using the known radiation efficiency ηr ′ of the reference receiving antenna and the known mismatch loss Lm in the free space of the device under test,
TIS
= [Pth (1- | Γ | 2 ) Pr ′] / [Pc ′ (1- | Γ ′ | 2 ) ηr ′ · Lm]
The TIS of the object to be measured is calculated according to
また、本発明の請求項2のTIS測定装置は、
楕円をその2つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で、金属の壁面で囲まれた閉空間を有し、送信アンテナ3を一方の焦点の近傍位置に支持し、被測定物(1)を他方の焦点の近傍位置に支持する支持手段(50、55)を含む結合器(21)と、
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機(2)と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器(5)と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Pthとして求めるしきい値電力測定手段(191)と、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Pc′と受信最大電力Pr′を予め記憶する手段と、
前記しきい値電力Pth、信号供給電力Pc′、受信最大電力Pr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Lmとを用い、次式、
TIS
=[Pth(1−|Γ| 2 )Pr′]/[Pc′(1−|Γ′| 2 )ηr′・Lm]
にしたがって、被測定物のTISを算出するTIS算出手段(192)とを有していることを特徴とする。
Moreover, the TIS measuring apparatus according to
An ellipsoid obtained by rotating an ellipse around an axis passing through its two focal points, has a closed space surrounded by metal walls, supports the transmitting
A transmitter (2) for supplying a measurement signal receivable by the device under test to the transmission antenna;
A bit error rate measuring device (5) for receiving the demodulated data of the device under test that has received the measurement signal and measuring the bit error rate;
The power of the measurement signal supplied by the transmitter is adjusted while the positions of the transmission antenna and the device under test are adjusted so that the signal output from the transmission antenna is received by the device under test with maximum sensitivity. A threshold power measuring means (191) for changing the bit error rate measured by the bit error rate measuring device to obtain a supply power as a threshold power Pth when the bit error rate reaches a specified value;
A signal receiving power Pc ′ of the transmitter when the position of the transmitting antenna and the reference receiving antenna is adjusted so that the receiving power of the reference receiving antenna is maximized by using a reference receiving antenna instead of the DUT. And means for storing the received maximum power Pr ′ in advance,
The threshold power Pth, the signal supply power Pc ′, the received maximum power Pr ′, the reflection coefficient Γ of the transmitting antenna when the object to be measured is measured, and the reflection of the transmitting antenna when the reference receiving antenna is measured Using the coefficient Γ ′, the known radiation efficiency ηr ′ of the reference receiving antenna, and the known mismatch loss Lm in the free space of the DUT,
TIS
= [Pth (1- | Γ | 2 ) Pr ′] / [Pc ′ (1- | Γ ′ | 2 ) ηr ′ · Lm]
And TIS calculating means (192) for calculating the TIS of the object to be measured.
このように、本発明は、楕円球の閉空間の一方の焦点に配置した送信アンテナから放射した電波を、他方の焦点に配置した被測定物に対してほぼ全方向から同位相で集約させて、全空間からの電波を積分したのと同等な状態にして、ビット誤り率が規定値となる時のしきい値電力を求め、そのしきい値電力と、被測定物に代わって基準受信アンテナを配置したときに得られる電力値および送信アンテナと基準受信アンテナについての既知のパラメータとから、被測定物のTISを算出しているので、従来の3次元積分方式に比べて格段に短時間にTISを測定することができる。 In this way, the present invention aggregates radio waves radiated from the transmitting antenna arranged at one focus of the closed space of the elliptical sphere with the same phase from almost all directions with respect to the object to be measured arranged at the other focus. , Obtain the threshold power when the bit error rate reaches the specified value in a state equivalent to the integration of radio waves from the entire space, and use the threshold power and the reference receiving antenna instead of the device under test Since the TIS of the device under test is calculated from the power value obtained when the signal is placed and the known parameters of the transmitting antenna and the reference receiving antenna, the time is much shorter than the conventional three-dimensional integration method. TIS can be measured.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
始めに本発明のTISの測定原理について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the measurement principle of the TIS of the present invention will be described.
前記したTISの式(3)の分母は、ゲインを用いて表すと、
(1/Ps)∫∫(Gθ+Gφ)sinθdθdφ……(4)
となる。
The denominator of the above TIS equation (3) is expressed using gain.
(1 / Ps) ∫∫ (G θ + G φ ) sinθdθdφ (4)
It becomes.
ここで、携帯端末などの被測定物の内部の受信アンテナの効率をηr 、その受信アンテナと受信部の間の自由空間中における不整合損失をLm、指向性利得をGDθ(θ,φ)、GDφ(θ,φ)とすると、次式(5)が成立する。なお、前記したように、θとφの関数であることを示す(θ,φ)の記載は省略する。 Here, the efficiency of the receiving antenna inside the device under test such as a portable terminal is ηr, the mismatch loss in the free space between the receiving antenna and the receiving unit is Lm, and the directivity gain is G Dθ (θ, φ). , G Dφ (θ, φ), the following equation (5) is established. As described above, the description of (θ, φ) indicating that it is a function of θ and φ is omitted.
Gθ+Gφ=ηr ・Lm(GDθ+GDφ) ……(5) G θ + G φ = ηr · Lm (G Dθ + G Dφ) ...... (5)
また、指向性利得については、
∫∫(GDθ+GDφ)sinθdθdφ=4π ……(6)
が成立する。
For directivity gain,
∫∫ (G Dθ + G Dφ ) sinθdθdφ = 4π (6)
Is established.
したがって、式(4)は、
(1/Ps)∫∫(Gθ+Gφ)sinθdθdφ
=(1/Ps)ηr ・Lm∫∫(GDθ+GDφ) sinθdθdφ
=(1/Ps)ηr ・Lm・4π
となり、これを式(3)に代入すれば、
TIS=Ps/(ηr ・Lm) ……(7)
が得られる。
Therefore, equation (4) becomes
(1 / Ps) ∫∫ (G θ + G φ ) sinθdθdφ
= (1 / Ps) ηr · Lm∫∫ (G Dθ + G Dφ ) sinθdθdφ
= (1 / Ps) ηr · Lm · 4π
And substituting this into equation (3) gives
TIS = Ps / (ηr · Lm) (7)
Is obtained.
上式(7)において、被測定物の自由空間中における不整合損失Lmを既知とすると、TISの測定は、被測定物の受信アンテナの放射効率ηrを測定することで得られ、その放射効率ηr は、後述する楕円球型の結合器を用いることで短時間に測定することができる。 In the above equation (7), assuming that the mismatch loss Lm in the free space of the device under test is known, the TIS measurement is obtained by measuring the radiation efficiency ηr of the receiving antenna of the device under test. ηr can be measured in a short time by using an ellipsoidal coupler described later.
次に、楕円球型の結合器を用いてTISを測定する方法について説明する。
図1は測定系を示す図であり、結合器21は、楕円をその長軸を中心に回転させて得られる楕円球状の閉空間12を囲む壁面11をもち、その壁面11が電磁波を反射する金属によって形成されている。
Next, a method for measuring TIS using an ellipsoidal coupler will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a measurement system. A
この結合器21は、それを形成する楕円の一方の焦点F1から放射されて内壁で反射した電波が、同一長の経路を経て他方の焦点F2に集まるという楕円の幾何学的性質を用いたものであり、焦点位置からみて全方位からの電波がほぼ同位相で集約される、つまり全方位からの電波が積分された状態を模擬することができる。
This
図1に示した測定系の場合、ビット誤り率(以下、BERと記す)を測定するためにデータ信号で変調された測定信号を送信機2から結合器21の一方の焦点F1に放射中心をもつ送信アンテナ3にケーブルを介して供給する。このとき送信側の反射係数Γ(被測定物1を測定する場合の反射係数)は既知とする(予め測定しておく)。
In the case of the measurement system shown in FIG. 1, a measurement signal modulated with a data signal to measure a bit error rate (hereinafter referred to as BER) is transmitted from the
また、結合器21の他方の焦点F2には、携帯端末のような被測定物1のアンテナ部分を位置させ、その受信信号出力を結合器外部のBER測定器5にケーブルを介して入力する。
Further, the antenna portion of the device under
ここで、予め送信アンテナ3と被測定物1の位置を例えば楕円軸に沿って微調整して、感度最大となるようにしてから、送信機2から測定信号を供給しBER測定を行う。
Here, after finely adjusting the positions of the
そして、測定信号の供給電力を下げていき、BERが規定値に達した時の電力をしきい値電力Pthとして求める。 Then, the supply power of the measurement signal is lowered, and the power when the BER reaches the specified value is obtained as the threshold power Pth.
このしきい値電力Pthと受信電力Psとの関係は、次のように表される。
Pth・Lc・ηt ・Lm・(1−|Γ|2)C・ηr =Ps ……(8)
ここで、Lcは送信側ケーブル損失、ηt は送信アンテナ効率、Cは結合器損失であり、これらは後述の校正系と共通に用いられるパラメータで、演算により除去されるため、既知である必要はない。また、ηr
は被測定物のアンテナ放射効率である。
The relationship between the threshold power Pth and the received power Ps is expressed as follows.
Pth · Lc · ηt · Lm · (1− | Γ | 2 ) C · ηr = Ps (8)
Here, Lc is the transmission-side cable loss, ηt is the transmission antenna efficiency, and C is the coupler loss. These are parameters used in common with the calibration system described later, and are eliminated by calculation. Absent. Ηr
Is the antenna radiation efficiency of the device under test.
一方、図2に示す校正系では、送信機2から電力Pc′の無変調のキャリア信号を送信アンテナ3に供給し、その出力を基準受信アンテナ6で受信し、その受信電力を電力測定器7によって測定する。なお、このシステムではデータ変調の必要がないので送信機2の代わりにSGを用いることもできる。
On the other hand, in the calibration system shown in FIG. 2, an unmodulated carrier signal with power Pc ′ is supplied from the
この校正系では、送信アンテナ3と基準受信アンテナ6の位置を、例えば楕円軸の中心に対して対称に軸に沿って移動させて最大受信電力Pr′となるように設定する。
In this calibration system, the positions of the transmitting
この状態で、送信電力Pc′と最大受信電力Pr′との間には次の関係が成立する。
Pc′・Lc・ηt
・(1−|Γ′|2)C・ηr′=Pr′ ……(9)
ここで、Γ′は基準受信アンテナ6を測定する場合の送信側の反射係数、ηr′は基準受信アンテナ6の放射効率であり、共に既知とする。
In this state, the following relationship is established between the transmission power P c ′ and the maximum reception power P r ′.
Pc '・ Lc ・ ηt
・ (1- | Γ ′ | 2 ) C · ηr ′ = Pr ′ (9)
Here, Γ ′ is the reflection coefficient on the transmission side when measuring the
式(8)、(9)の除算により、次の結果が得られる。
TIS
=Ps/(ηr ・Lm)
=[Pth(1−|Γ|2)Pr′]/[Pc′(1−|Γ′|2)ηr′・Lm]
……(10)
The following results are obtained by dividing the equations (8) and (9).
TIS
= Ps / (ηr · Lm)
= [Pth (1- | Γ | 2 ) Pr ′] / [Pc ′ (1- | Γ ′ | 2 ) ηr ′ · Lm]
...... (10)
このように、被測定物1のTISは、式(10)の各既知の値により算出することができる。
As described above, the TIS of the
つまり、図3のフローチャートに示すように、楕円球型の結合器21を用いた測定系で、予め、一定の送信電力において受信電力が最大となるように送信アンテナ3と被測定物1の位置の微調整を行う(S1、S2)。なお、この受信電力が最大になることについての把握は、例えば被測定物1の受信信号レベルを示すデータの出力機能を用いたり、あるいは送信電力の増減変化に追従してBERの値が変化するような比較的低い送信電力に設定し、BERが最小となる(即ち受信電力最大となる)ように位置調整を行う方法が考えられる。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 3, in the measurement system using the elliptical
上記位置の微調整の後、BERを監視しながら測定信号の供給電力を下げ、BERが規定値となった時のしきい値電力Pthを求めて記憶する(S3〜S5)。 After fine adjustment of the position, the supply power of the measurement signal is lowered while monitoring the BER, and the threshold power Pth when the BER becomes a specified value is obtained and stored (S3 to S5).
そして、前記した校正系にセットして、送信側の供給電力をPc′とし、送信アンテナ3と基準受信アンテナ6の位置を微調整して、受信電力を最大Pr′とする(S6、S7)。
Then, it is set in the calibration system described above, the supply power on the transmission side is set to Pc ′, the positions of the
上記処理により、式(10)の演算に必要な各電力値Pth、Pc′、Pr′が実測され、その他のパラメータ(Γ、Γ′、ηr′、Lm)が既知となっていれば、被測定物1のTISを算出することができる(S8)。
By the above processing, the electric power values Pth, Pc ′, Pr ′ necessary for the calculation of Expression (10) are actually measured, and if other parameters (Γ, Γ ′, ηr ′, Lm) are known, The TIS of the
なお、上記処理のうち校正系の処理S6、S7は、使用する送信アンテナ3、基準受信アンテナ6等の構成要素に変化がなければいつ行ってもよく、その結果得られた送信電力Pc′と受信最大電力Pr′をメモリ(図示せず)に記憶しておき、測定系で得られた電力値とともに用いてTISを算出すればよい。
Of the above-described processes, the calibration processes S6 and S7 may be performed whenever there is no change in the components such as the transmitting
次に、上記方法を用いたTIS測定装置の実施形態を説明する。 Next, an embodiment of a TIS measuring apparatus using the above method will be described.
図4は、上記測定方法に基づいたTIS測定装置20の全体構成を示している。
このTIS測定装置20は、前記した結合器21、送信機2、送信アンテナ3、BER測定器5、測定定制御部190を有している。なお、ここでは、校正系で得られたデータは測定定制御部190に予め記憶されているものとする。
FIG. 4 shows the overall configuration of the
The
結合器21には、楕円球状の閉空間12を囲む壁面11と、その閉空間12内の一方の焦点F1の位置に送信アンテナ11のほぼ放射中心位置がくるように支持する手段と、他方の焦点F2の位置に被測定物1のアンテナ部(あるいは前記した基準受信アンテナ6)の放射中心がくるように支持する手段とが設けられている。また、被測定物1、受信基準アンテナ6の出し入れができるように、閉空間12を開閉できる構造が必要である。
The
図5〜図7は、その具体例を示すものであり、結合器21は、下ケース22と上ケース23とに別れた開閉式で、下ケース22の上板22aには、楕円状の穴(図示せず)が形成され、その穴に前記した楕円球状の閉空間12の下半部の外周形状に沿った形状の内壁25aを有する第1の内壁形成体25が取り付けられている。
5 to 7 show specific examples thereof. The
第1の内壁形成体25は、電波を反射する金属板、金属メッシュ板のプレス加工、あるいは合成樹脂の成形品の内壁に金属膜を設ける等して形成され、その上縁には、僅かに外側へ延びて前記穴の外縁と重なるフランジ26が延設されており、この第1の内壁形成体25は、フランジ26部分が下ケース22の上板22aに固定されている。
The first inner
一方、上ケース23の下板23aにも、楕円形の穴(図示せず)が設けられ、この穴に、第2の内壁形成体30が装着されている。
On the other hand, the lower plate 23a of the
第2の内壁形成体30は、第1の内壁形成体25と対称な形状を有している。即ち、前記した楕円球状の閉空間12の上半部の外周形状に沿った形状の内壁30aを有し、その開口側の縁部には、僅かに外側へ延びて上ケース23の前記穴の外縁と重なるフランジ31が延設され、このフランジ31部分が下板23aに固定されている。
The second inner
上ケース23は、下ケース22に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結されており、上ケース23を下ケース22に重なるように閉じてロックしたとき、図5のように、第1の内壁形成体25のフランジ26と第2の内壁形成体30のフランジ31が全体的に隙間なく面接触して、それぞれの内壁25a、30aが連続して、前記した壁面11で囲まれた楕円球状の閉空間12が形成される。
The
なお、下ケース22と上ケース23には、閉じたときに、上下の内壁形成体25、30がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構(例えば図のようにガイドピン40とそれを受け入れるガイド穴41)が形成されている。
The
また、例えば、図6の(a)のように、一方の内壁形成体30の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ45を突設させることで、図6の(b)のように他方の内壁形成体25と合わせられたときに、その弾性リブ45を内壁形成体25の開口側の内縁全周に接触させて、内壁形成体25、30のフランジ26、31の接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 6A, an elastic rib 45 is provided so as to protrude over substantially the entire circumference of the inner edge on the opening side of one inner
また、ここでは、下ケース22の上板22aと第1の内壁形成体25、上ケース23の下板23aと第2の内壁形成板30とがそれぞれ別体になっている例を示しているが、下ケース22の上板22aと第1の内壁形成体25、および上ケース23の下板23aと第2の内壁形成板30と上板22とを同一材料で一体に形成してもよい。また、ここでは第1の内壁形成体25および第2の内壁形成体30の外周形状を半楕円外周形状にしているが、内壁25a、30aが前記した楕円球に沿っていればよく、外側の形状は任意である。
Further, here, an example is shown in which the upper plate 22a of the
図4、図5、図7に示しているように、第1の内壁形成体25の開口面上の前記焦点F1の近傍位置には、前記した閉空間12内で送信アンテナ3を支持するための送信側支持部50が設けられ、焦点F2の近傍位置には、被測定物1や基準受信アンテナ6を支持するための受信側支持部55が設けられている。
As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the transmitting
送信側支持部50は、送信アンテナ3の放射中心が焦点F1の位置にほぼ一致する状態を基準位置とし、それらを焦点F1、F2を結ぶ軸に沿って一定距離(例えば中心波長λに対して±λ/4)移動できる状態で支持するものであり、焦点F1、F2を結ぶ軸に沿って移動可能で送信アンテナ3を支持する支持板51と、支持板51の下降を防ぐ基台53および後述するスライド駆動装置180により構成されている。なお、これらの各構成部材のうち、結合器21内部に配置されたものは、電波に対する透過率が高い(比誘電率が1に近い)合成樹脂材により形成されている。
The transmission-
この支持板51の外側端部には内壁形成体25を貫通摺動する軸部51aが突設され、その軸部51aは、内壁形成体25の外側に固定されたスライド移動装置180に保持されている。
A shaft portion 51 a that slides through the inner
スライド移動装置180は、例えば断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板51の軸部51aを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源(例えばモータ)の駆動制御により、支持板51を軸に沿った方向にスライド移動させる。
The slide moving device 180 is formed, for example, in a concave shape in cross section, and can hold the shaft portion 51a of the
なお、信号給電用の同軸ケーブル162は、例えば支持板51の軸部51aの内部に貫通する穴を通過している。
Note that the signal-feeding
また、受信側支持部55も送信側支持部51と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成された支持板56と、支持板56の下降を防ぐ基台57、支持板56の上に被測定物1や基準受信アンテナ6を固定する固定具58およびスライド移動装置181により構成されている。固定具58は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物1や基準受信アンテナ6を支持板56の上の所定位置に固定させる。
Similarly to the transmission
この支持板56にも、その外側端部に内壁形成体25を貫通摺動する軸部56aが突設され、その軸部56aは、内壁形成体25の外側に固定されたスライド移動装置181に係合保持されている。
The
スライド移動装置181は、スライド移動装置181と同様に構成され、断面凹状に形成されていて、その中央の溝部で支持板56の軸部56aを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源(例えばモータ)の駆動制御により、支持板56を軸に沿った方向にスライド移動させる。
The slide moving device 181 is configured in the same manner as the slide moving device 181 and has a concave cross section. The shaft portion 56a of the
なお、ここでは、二つのスライド移動装置180、181によってアンテナ間隔を連続的に変化できるようになっているが、例えば、λ/8ステップで離散的に変化させてもよく、自動制御だけでなく手動で位置を変えられるようにしてもよい。 Here, although the antenna interval can be continuously changed by the two slide moving devices 180 and 181, for example, it may be changed discretely in λ / 8 steps, and not only automatic control. The position may be changed manually.
また、受信側支持部55においても、被測定物1の信号出力コードや基準受信アンテナ6のケーブルを外部に引き出すことができるように例えば支持板56の軸部56aの内部に貫通する穴が形成されている。
Also, in the receiving
この被測定物1の出力信号は、ケーブル16を介して結合器21の外部に出力され、BER測定器5に接続される。
The output signal of the device under
そして、測定制御部190は、測定系において、送信機2の出力レベルを制御し、BERの値を監視し、しきい値電力Pthを求め、予め校正系で得られている他の電力値Pc′、Pr′と、既知のパラメータ(Γ、Γ′、ηr′、Lm)とに基づいて、式(10)にしたがって被測定物1のTISを算出する。
Then, the
より具体的にいえば、測定制御部190は、図4に示しているように、しきい値電力測定手段191およびTIS算出手段192を有している。
More specifically, the
前記図3のフローチャートに示したように、しきい値電力測定手段191は、測定系において、スライド移動装置180、181の制御で位置調整を行ってから、BERが規定値となる測定信号のしきい値電力Pthを求める。 As shown in the flowchart of FIG. 3, the threshold power measuring means 191 performs the adjustment of the measurement signal at which the BER becomes a specified value after adjusting the position by the control of the slide movement devices 180 and 181 in the measurement system. The threshold power Pth is obtained.
また、TIS算出手段192は、その測定されたしきい値電力Pthと、他の電力値を含む既知のパラメータを用いて式(10)にしたがって、TISを算出する。 The TIS calculation means 192 calculates the TIS according to the equation (10) using the measured threshold power Pth and known parameters including other power values.
なお、図3のフローチャートの校正系の処理(S6、S7)も、測定制御部190が自動で行うようにしてもよい。
Note that the calibration control process (S6, S7) in the flowchart of FIG. 3 may also be automatically performed by the
このように実施形態のTIS測定装置20は、楕円球型の結合器21を用い、その一方の焦点位置から放射された電波を他方の焦点位置に集合させてあたかも全方位について電波を積分した状態と同等にして得られたしきい値電力に基づいて、被測定物のTISを求めているので、従来のような3D積分方式に比べて格段に短時間にTISを求めることができる。
As described above, the
1……被測定物、2……送信機、3……送信アンテナ、5……BER測定器、6……基準受信アンテナ、7……電力測定器、11……壁面、12……閉空間、20……TIS測定装置、21……結合器、22……下ケース、23……上ケース、25……第1の内壁形成体、26……フランジ、30……第2の内壁形成体、50……送信側支持部、55……受信側支持部、100……送信機、110……受信機、111……受信アンテナ、180、181……スライド移動装置、190……測定制御部、191……しきい値電力測定手段、192……TIS算出手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Pthとして求める段階と、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Pc′と受信最大電力Pr′を求める段階とを含み、
前記求めた各電力値Pth、Pc′、Pr′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Lmとを用い、次式、
TIS
=[Pth(1−|Γ| 2 )Pr′]/[Pc′(1−|Γ′| 2 )ηr′・Lm]
にしたがって被測定物のTISを算出することを特徴とするTIS測定方法。 A transmission antenna (3) is arranged in the vicinity of one focal point in a closed space surrounded by a metal wall surface and is obtained by rotating an ellipse around an axis passing through the two focal points, and in the vicinity of the other focal point Arranging the device under test (1) and adjusting the positions of the transmission antenna and the device under test so that the signal output from the transmission antenna is received at the device under maximum sensitivity;
A measurement signal for measuring a bit error rate that can be received by the device under test is supplied to the transmitting antenna, and a bit error rate of a demodulated data signal of the device under test that has received the measurement signal can be measured. Changing the supply power of the measurement signal to determine the supply power of the measurement signal when the bit error rate reaches a specified value as the threshold power Pth;
A signal receiving power Pc to the transmitting antenna when the position of the transmitting antenna and the reference receiving antenna is adjusted so that the receiving power of the reference receiving antenna is maximized by using a reference receiving antenna instead of the device under test. And determining the maximum received power Pr ′,
Each of the obtained power values Pth, Pc ′, Pr ′, the reflection coefficient Γ of the transmitting antenna when the object to be measured is measured, the reflection coefficient Γ ′ of the transmitting antenna when the reference receiving antenna is measured, Using the known radiation efficiency ηr ′ of the reference receiving antenna and the known mismatch loss Lm in the free space of the device under test,
TIS
= [Pth (1- | Γ | 2 ) Pr ′] / [Pc ′ (1- | Γ ′ | 2 ) ηr ′ · Lm]
The TIS measurement method characterized by calculating TIS of a to-be-measured object according to this .
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機(2)と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器(5)と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Pthとして求めるしきい値電力測定手段(191)と、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Pc′と受信最大電力Pr′を予め記憶する手段と、
前記しきい値電力Pth、信号供給電力Pc′、受信最大電力Pr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Lmとを用い、次式、
TIS
=[Pth(1−|Γ| 2 )Pr′]/[Pc′(1−|Γ′| 2 )ηr′・Lm]
にしたがって、被測定物のTISを算出するTIS算出手段(192)とを有していることを特徴とするTIS測定装置。 An ellipsoid obtained by rotating an ellipse around an axis passing through its two focal points, has a closed space surrounded by metal walls, supports the transmitting antenna 3 at a position near one focal point, and is measured A coupler (21) comprising support means (50, 55) for supporting the object (1) in the vicinity of the other focal point;
A transmitter (2) for supplying a measurement signal receivable by the device under test to the transmission antenna;
A bit error rate measuring device (5) for receiving the demodulated data of the device under test that has received the measurement signal and measuring the bit error rate;
The power of the measurement signal supplied by the transmitter is adjusted while the positions of the transmission antenna and the device under test are adjusted so that the signal output from the transmission antenna is received by the device under test with maximum sensitivity. A threshold power measuring means (191) for changing the bit error rate measured by the bit error rate measuring device to obtain a supply power as a threshold power Pth when the bit error rate reaches a specified value;
A signal receiving power Pc ′ of the transmitter when the position of the transmitting antenna and the reference receiving antenna is adjusted so that the receiving power of the reference receiving antenna is maximized by using a reference receiving antenna instead of the DUT. And means for storing the received maximum power Pr ′ in advance,
The threshold power Pth, the signal supply power Pc ′, the received maximum power Pr ′, the reflection coefficient Γ of the transmitting antenna when the object to be measured is measured, and the reflection of the transmitting antenna when the reference receiving antenna is measured Using the coefficient Γ ′, the known radiation efficiency ηr ′ of the reference receiving antenna, and the known mismatch loss Lm in the free space of the DUT,
TIS
= [Pth (1- | Γ | 2 ) Pr ′] / [Pc ′ (1- | Γ ′ | 2 ) ηr ′ · Lm]
And a TIS calculating means (192) for calculating the TIS of the object to be measured .
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