JP5342219B2 - アンテナ測定システム及び方法 - Google Patents

Description

この発明は、アンテナの性能を評価するための技術に関する。特に、角度広がりを有する到来波を模擬して、その到来波の下でのアンテナの性能を評価するための技術に関する。

角度広がりを有する到来波等の多重波環境を模擬するアンテナ測定システムとして例えば特許文献１に記載されたアンテナ測定システムがある（例えば、特許文献１参照。）。

このアンテナ測定装置は、円周上に等間隔に配置した７本のアンテナから中心に向かってそれぞれ放射される電波の振幅と位相を複数の減衰器及び複数の位相器を用いて制御することにより、円の中心付近に多重波環境を模擬するものである。円の中心部付近にダイバーシチアンテナ等の被測定アンテナを配置することによって、被測定アンテナの多重波環境における性能評価が可能となる。
特開２００５−２２７２１３号公報

特許文献１のアンテナ評価装置においては、アンテナと同数の減衰器及び位相器を設けており、これらの減衰器及び位相器を用いて、各アンテナごとに振幅及び位相を制御していた。この点、特許文献１のアンテナ評価装置はその構成が簡易であるとは言えない。

この発明は、より簡易な構成で角度広がりを有する到来波等の多重波環境を模擬することが可能なアンテナ測定システム及び方法を提供することを目的とする。

この発明によるアンテナ測定システムは、被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して略線対称に位置する少なくとも４つの送信アンテナと、互いに無相関な２つの信号を含む送信アンテナの数より少ない数の信号を生成する信号生成器と、円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が印加されるように、生成された信号を送信アンテナに分配する分配器とを含む。

この発明によるアンテナ測定方法は、被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して略線対称に位置する少なくとも４つの送信アンテナの数よりも少ない数の信号であって、互いに無相関な２つの信号を含む信号を生成する信号生成ステップと、円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が出力されるように、生成された信号を送信アンテナに分配する分配ステップとを含む。

円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が出力されるように、生成された信号を送信アンテナに分配することにより、振幅及び位相を制御する必要がある信号の数を、送信アンテナの数よりも少なくすることができる。したがって、より簡易な構成で角度広がりを有する到来波等の多重波環境を模擬することができる。

図１を参照して、この発明によるアンテナ測定システム及び方法の例を説明する。
この発明によるアンテナ測定システム及び方法による測定の対象となる機器である被測定機器１は、例えば２つ以上のアンテナ素子を備える携帯電話等の携帯端末である。この例では、被測定機器１は、回転台２の中央部に配置される。

回転台２は、予め定められた回転軸を有し、載せられたものを回転軸周りに回転させることが可能である。回転台２を用いることにより、様々な角度におけるアンテナの測定を容易にすることができる。

少なくとも４つの送信アンテナが、被測定機器１を中心とする円周上に、送信アンテナの指向方向が中心に向くように配置されている。この例では、４つの送信アンテナ３１，３２，３３，３４が、被測定機器１を中心とする円周上であって、その中心を通る直線Ｌ１に対して略線対称となる位置に配置されている。具体的には、図３に例示するように、送信アンテナ３１（図３では♯１と表現している。）は−１５°の位置、送信アンテナ３２（♯２）は＋１５°の位置、送信アンテナ３３（♯３）は−４５°の位置、送信アンテナ３４（♯４）は＋４５°の位置に配置されている。図３は、模擬しようとする到来波の角度広がりＡＳを３０°とする場合の例であり、図１をｚ軸方向から見た図である。このように、直線Ｌ１に最も近い２つの送信アンテナ３１，３２が成す角度と、模擬しようとする到来波の角度広がりＡＳとが一致するように、送信アンテナを位置させると、所望の角度広がりＡＳを有する到来波を精度良く模擬することができる。

各送信アンテナ３１，３２，３３，３４は、垂直偏波を放射可能な素子と、水平偏波を放射可能な素子との少なくとも一方を有しているとする。これにより、いわゆる交差偏波電力比を考慮した多重波環境を模擬することが可能となる。例えば、交差偏波電力比は、垂直偏波の電力／水平偏波の電力と定義される。もちろん、各送信アンテナ３１，３２，３３，３４は、１つの放射素子のみを備えていてもよい。

図１，図３では、直線Ｌ１の延伸方向がｘ軸方向、被測定機器１のアンテナ素子の配列方向がｙ軸方向、高さ方向がｚ軸方向となり、各軸が他の軸に対して垂直になるようにｘｙｚ座標系を取っている。

携帯電話をはじめとする陸上移動通信システムでは、図２に例示するように、基地局から端末に向かう電波は、端末周辺に存在する建物や樹木等の構造物によって反射、散乱、回折し、端末に対して空間的な角度広がりを伴って到来する。また、複数のアンテナ素子を備えるマルチアンテナは、各々のアンテナ素子で受信した信号の相関の特性が最終的な受信信号の特性に影響を与える。したがって、マルチアンテナの性能を評価するためには、角度広がりを有する到来波を模擬する必要がある。このために、図１，図３に例示するように、送信アンテナ３１，３２，３３，３４を互いに離して配置しているのである。

円の半径、すなわち送信アンテナと被測定機器１との距離は、模擬しようとする多重波環境に応じて適宜定める。例えば、被測定機器１と各送信アンテナ３１，３２，３３，３４との距離は、送信アンテナ３１，３２，３３，３４と被測定機器１が用いる通信帯域の周波数の約５波長以上とされる。送信アンテナ３１，３２，３３，３４は、被測定機器１とほぼ同じ高さに、すなわち水平面に対して垂直方向において被測定機器１とほぼ同じ位置に配置される。もちろん、模擬しようとする多重波環境に応じて、送信アンテナ３１，３２，３３，３４の高さと被測定機器１の高さとを異ならせてもよい。

信号生成器４は、互いに無相関な２つの信号を含む送信アンテナの数より少ない数の信号を生成する（ステップＳ１）。生成された信号は、分配器５１，５２に送られる。この例では、信号生成器４は、互いに無相関な信号ａ及び信号ｂの２つの信号を生成する。ここで、２つの信号が無相関であるとは、２つの信号の相関係数が十分０に近いことを意味する。

分配器５１，５２は、円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が出力されるように、上記生成された信号を上記送信アンテナに分配する（ステップＳ２）。この例では、分配器５１は送信アンテナ３１，３４に信号ａを送信し、分配器５２は送信アンテナ３２，３３に信号ｂを送信する。信号生成器４が生成した信号が互いに異なる２つの信号ａ，ｂである場合には、分配器は、この例のように、円周上に配置された送信アンテナに対して一つおきに２つの信号ａ，ｂの一方の信号ａ（ｂ）を出力し、一方の信号が出力されてない送信アンテナに上記２つの信号ａ，ｂの他方の信号ｂ（ａ）を出力する。

各送信アンテナ３１，３２，３３，３４は、印加された信号を電波として空間に放射する。このように、４つの送信アンテナ３１，３２，３３，３４で角度広がりＡＳを有する到来波を模擬しようとすることを４波モデルと呼ぶ。同様に、ｎを２以上の整数として、ｎ個の送信アンテナ３１，…，３ｎで角度広がりＡＳを有する到来波を模擬しようとすることをｎ波モデルと呼ぶ。

ところで、角度広がりＡＳを有する到来波は、実際の多重波環境においては素波の集まりであるクラスタとして取り扱うことができ、下記式で表されるラプラス分布Ｐでモデル化することができる。この発明で模擬しようとする角度広がりＡＳを有する到来波は、このラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波である。下記式において、Ｎ_０は予め定められた任意の実数の係数、φ（−９０°＜φ＜＋９０°）は直線Ｌ１（図３参照）の延伸方向から反時計回り方向への角度、ＡｏＡは被測定機器１の正面方向に対する到来波の到来方向、すなわち直線Ｌ１の延伸方向と被測定機器１の正面方向とが成す角度である。

この発明により角度広がりＡＳを有する到来波を模擬できているかどうかは、上記式でモデル化されるラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波を被測定機器１に照射した場合の被測定機器１が備える２つのアンテナ素子のそれぞれが受信した信号の相関係数と、この発明で模擬しようとする角度広がりＡＳを有する到来波を被測定機器１に照射した場合の被測定機器１が備える２つのアンテナ素子のそれぞれが受信した信号の相関係数とが一致しているかどうかを調べることにより検証することができる。両相関係数が十分近い場合には、この発明により角度広がりＡＳを有する到来波を模擬できていることがわかるのである。両相関係数が十分近いかどうかは、ここでは両相関係数の誤差の二乗平均平方根（ＲＭＳ誤差とする。）が０．１以下となるかどうかを基準とする。

４波モデル及びラプラス分布Ｐは図４のように表すことができる。図４は、４波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波を模擬するために各送信アンテナ３１，３２，３３，３４が放射する電波の相対電力と、ラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波の相対電力とを示す。横軸は直線Ｌ１（図３参照）の延伸方向から反時計回り方向への角度であり、縦軸は各到来波の電力の最大値を基準とした相対電力である。♯１は送信アンテナ３１、♯２は送信アンテナ３２、♯３は送信アンテナ３３、♯４は送信アンテナ３４にそれぞれ対応している。

４波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波を模擬するためには、各送信アンテナ３１，３２，３３，３４が放射する電波の相対電力を、各送信アンテナ３１，３２，３３，３４が位置する角度φ_ｉにおける、ラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波の相対電力と同じにすればよい。すなわち、各送信アンテナ３１，３２，３３，３４が放射する電波の相対電力Ｐ_ｉを、上記（１）式を書き直した次の式（２）に基づいて定めればよい。Ｎ_０は予め定められた任意の実数の係数、φ_ｉ（−９０°＜φ_ｉ＜＋９０°）は送信アンテナｉと円の中心とを結ぶ線分Ｌ２と直線Ｌ１（図３参照）とがなす角度（反時計回り方向を正とする。）、ＡｏＡは被測定機器１の正面方向に対する到来波の到来方向、すなわち直線Ｌ１の延伸方向と被測定機器１の正面方向とが成す角度（反時計回り方向を正とする。）である。

同様に、各ｎ（ｎ＝２，３，５）波モデルは、それぞれ図５から図７のように表すことができる。４波モデルと同様に、各ｎ（ｎ＝２，３，５）波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波を模擬するためには、各送信アンテナが放射する電波の相対電力を、各送信アンテナが位置する角度φ_ｉにおける、ラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波の相対電力と同じにすればよい。これは、ｎが６以上の場合も同様である。

以下、ラプラス分布に基づく角度広がりＡＳを有する到来波についての相関係数、及び、ｎ（ｎ＝２，３，４，５）波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波についての相関係数についてのコンピュータシミュレーションの結果を示す。

このシミュレーションでは、各ｎ（ｎ＝２，３，４，５）波モデルにおいて、各送信アンテナ♯ｉ（ｉ＝１，…，５）には図８（ａ）に示す信号が割り当てられ、各送信アンテナ♯ｉは図８（ｂ）に示す相対電力の電波を放射するとする。また、被測定機器１は、図９（ａ）に示す互いにｄ（＝０．５）波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナ、又は、互いにｄ（＝０．５）波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナを有するとする。

図１０は、ラプラス分布及び各ｎ（ｎ＝２，３，４，５）波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波を被測定機器１に照射した場合の被測定機器１が備える互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナのそれぞれが受信した信号の相関係数を示す。横軸は到来波の到来方向ＡｏＡであり、縦軸は相関係数である。図１０より、４波モデル、５波モデルの相関係数はラプラス分布の相関係数と比較的近いが、２波モデル、３波モデルの相関係数はラプラス分布の相関係数と比較的離れていることがわかる。

図１１（ａ）は、送信アンテナ♯１，♯２の位置を変えた場合の、２波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を示す。図１１（ｂ）は、送信アンテナ♯２，♯３の位置を変えた場合の、３波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を示す。図１２（ａ）は、送信アンテナ♯３，♯４の位置を変えた場合の、４波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を示す。図１２（ｂ）は、送信アンテナ♯４，♯５の位置を変えた場合の、５波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を示す。これらの図において、横軸は送信アンテナの位置を角度広がりＡＳの角度の何倍の角度であるかによって示し、縦軸はＲＭＳ誤差を示す。図１２（ａ）（ｂ）において、送信アンテナ♯１，送信アンテナ♯２の位置は、それぞれ±（角度広がりＡＳ／２）であるとする。また、被測定機器１は、互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信するものとする。

２波モデル、３波モデルの場合にはＲＭＳ誤差を０．１以下にすることは難しいが、４波モデル、５波モデルの場合には送信アンテナ♯３，♯４（５波モデルの場合には送信アンテナ♯４，♯５）の位置を適切に選ぶことによりＲＭＳ誤差を０．１以下にすることができることがわかる。

図１３は、４波モデルにおいて、各角度広がりＡＳにおいてＲＭＳ誤差を０．１以下とする送信アンテナ♯３，♯４の位置を示している。●が付いた線は被測定機器１が互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合の送信アンテナ♯３，♯４の位置の上限であり、■が付いた線は同場合の送信アンテナ♯３，♯４の位置の下限である。○が付いた線は被測定機器１が互いに０．５波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合の送信アンテナ♯３，♯４の位置の上限であり、□が付いた線は同場合の送信アンテナ♯３，♯４の位置の下限である。

この図から４波モデルにおいては、送信アンテナ♯３，♯４が図の斜線で示した位置にあれば、被測定機器１のアンテナが水平ダイポールアレーであっても垂直ダイポールアレーであってもＲＭＳ誤差を０．１以下とすることができることがわかる。

図１４に例示するように、信号生成器４が生成した信号の利得を調整する利得調整器を設けてもよい。利得調整器とは例えば可変減衰器である。この例では、信号ａの利得を調整する利得調整器７１を信号生成器４と分配器５１との間に設けて、信号ｂの利得を調整する利得調整器７２を信号生成器４と分配器５２との間に設けている。

実際の伝搬環境では、端末は周辺の信号強度が高い領域から低い領域まで様々な条件の下で使用される。利得調整器を設けることにより、所望の信号強度の下で被測定機器１の性能を測定することができる。

図１５に例示するように、信号生成器４が生成した信号に干渉信号を付加する干渉信号生成器を設けてもよい。この例では、信号ａに干渉信号を付加する干渉信号生成器８１を信号生成器４と分配器５１との間に設けて、信号ｂに干渉信号を付加する干渉信号生成器８２を信号生成器４と分配器５２との間に設けている。

実際の伝搬環境では、通信対象ではない基地局からの電波や、他の端末からの電波等が存在しており、干渉量が大きい領域から小さい領域まで様々な条件の下で使用される。干渉信号生成器を設けることにより、所望の干渉量の下で被測定機器１の性能を測定することができる。

図１６に例示するように、被測定機器１に代えて被測定機器１の位置に配置させた基準アンテナ１０を被測定機器１の受信アンテナとして用いてもよい。基準アンテナ１０として、最も基本的なアンテナである半波長ダイポールアンテナ、スリーブアンテナ等の任意のアンテナを用いることができる。基準アンテナ１０と被測定機器１は接続ケーブル９により接続され、被測定機器１は自身が有するアンテナ素子に代えて基準アンテナ１０を受信アンテナとして用いる。基準アンテナ１０を中心とする円周上に送信アンテナ３１，３２，３３，３４を配置する。換言すれば、基準アンテナ１０は、送信アンテナ３１，３２，３３，３４の位置が作る円の中心に配置される。

基準アンテナ１０の利得及び接続ケーブル９の損失を予め測定しておく。この基準アンテナ１０を用いたアンテナ測定システムを用いて得られた測定結果から、基準アンテナ１０の利得及び接続ケーブル９の損失を補正することにより、被測定機器１の、自身が有するアンテナ素子を除く無線性能を測定することができる。

また、基準アンテナ１０を用いたアンテナ測定システムを用いて得られた測定結果と、基準アンテナ１０を用いずにアンテナ測定システムを用いずに得られた測定結果とを比較する。両測定結果の差異は、受信アンテナとして基準アンテナ１０を用いたか、被測定機器１自身が有するアンテナ素子を用いたかに起因する。したがって、両測定結果を比較することにより、基準アンテナ１０と被測定機器１自身が有するアンテナ素子との性能の差を抽出することができる。これにより、被測定機器１自身が有するアンテナ素子について独立した性能の測定が可能となる。

図１７に例示するように、被測定機器１が使用される実際の環境をできる限り忠実に模擬するために、被測定機器１と通信可能な擬似基地局装置１１を設けてもよい。この例では、被測定機器１は携帯電話等の携帯無線機器である。

擬似基地局装置１１は、信号生成器４、分配器５１，５２及び送信アンテナ３１，３２，３３，３４から成る下り回線、及び、被測定機器１が送信した電波を受信するリンクアンテナ６から成る上り回線を通じて記被測定機器１と通信可能である。

擬似基地局装置１１は、音声、音楽、文字、画像及び動画等のデータを信号生成器４に送る。信号生成器４は受け取ったデータを上記実施例で述べたのと同様に互いに無相関な２つの信号を含む送信アンテナの数より少ない数の信号に変換する。その信号は上記実施例で述べたように、送信アンテナ３１，３２，３３，３４から電波として被測定機器１に向けて放射される。

被測定機器１は電波を受信すると、被測定機器１内の図示していない受信信号品質情報生成部はその電波についての受信信号品質情報を生成する。被測定機器１は、生成された受信信号品質情報を、その上り無線回線を介して、擬似基地局装置１１に送信する。その上り無線回線とは、被測定機器１が実際に使われるときに用いられる上り回線である。この例では、被測定機器１のアンテナ素子から受信信号品質情報が電波として放射され、リンクアンテナ６がその電波を受信し、受け取った受信信号品質情報を擬似基地局装置１１に送る。

受信信号品質情報は受信信号の品質を表す情報である。受信信号品質情報としては、受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）、受信電力（RSCP：Received Signal Code Power）、信号対雑音電力比（SNR：Signal to Noise Ratio）、信号対干渉電力比（SIR：Signal to Interference Signal）、信号対干渉雑音電力比（SINR：Signal to Interference and Noise Ratio）、搬送波対雑音電力比（CNR：Carrier to Noise Ratio）、搬送波対干渉電力比（CIR：Carrier to Interference Ratio）、搬送波対干渉雑音電力比（CINR：Carrier to Interference and Noise Ratio）、相関係数等を少なくとも１つを含む情報を用いることができる。

被測定機器１の上り無線回線を介して受信信号品質情報を取得することにより、被測定機器１に受信信号品質情報を取得するための改造を施す必要がなく、動作状態にある実際の被測定機器１についての特性を、受信アンテナの特性を含めて評価することができる。また、被測定機器１の上り無線回線を介して受信信号品質情報を取得することにより、受信信号品質情報を容易に取得することができる。

ここで、擬似基地局装置１１において取得される受信信号品質情報にはアンテナの特性に関連する受信電力や相関係数の影響が反映される。また、実際に動作する携帯端末を用いることにより、受信信号品質情報には被測定機器１に搭載される無線部の特性を示す受信感度や信号処理性能の影響も反映される。したがって、この受信信号品質情報を用いることにより、アンテナを含む携帯端末の総合無線性能評価が実現されるとともに、擬似基地局装置１１と被測定機器１との間での伝送特性を評価も可能となる。

なお、擬似基地局装置１１が適応変調部１１１を備えていてもよい。適応変調部１１１は、送信アンテナから被測定機器１までの伝搬環境、又は、受け取った受信信号品質情報に応じて最適な変調方式及び符号化率を選択する。この場合、被測定機器１は、擬似基地局装置１１の適応変調手段に対応する適応復調部（図示せず）を備える必要がある。これにより、いわゆる適応変復調機能を有する実際の擬似基地局装置１１及び被測定機器１が生み出す通信状態をより忠実に模擬することができる。より現実に近い状況での被測定機器１及びその受信アンテナの性能を測定することができる。

例えば、適応変調部１１１は、被測定機器１から取得した受信信号品質情報が示す受信信号品質が良い場合には多値数の大きい変調方式を用い、さらに符号化率を高い値に設定し、同情報が示す受信信号品質が悪い場合には多値数の小さい変調方式を用い、さらに符号化率を低い値に設定する。なお、受信信号品質の良悪を判断するために、擬似基地局装置１１又は被測定機器１が、擬似基地局装置１１から被測定機器１に至るまでの経路における通信速度を測定する通信速度測定手段を備えていてもよい。

被測定機器１として、携帯端末以外の機器又はマルチアンテナ以外のアンテナ等の電波を受信する装置を用いてもよい。

送信アンテナの数は６以上でも良い。もっとも、送信アンテナの数が４又は５のときに、より簡易な構成で角度広がりを有する到来波等の多重波環境を模擬することができるというこの発明の効果が大きくなる。

信号生成器４が生成する信号の数は３以上であってもよい。もっとも、生成される信号の数が２のときに、より簡易な構成で角度広がりを有する到来波等の多重波環境を模擬することができるというこの発明の効果が大きくなる。

利得調整器、干渉信号生成器、基準アンテナ又は擬似基地局装置を用いた上記の変形例は適宜組み合わせることが可能である。例えば、利得調整器と干渉信号生成器の両方を設けてもよい。

その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

アンテナ測定システムの例の機能ブロック図。 角度広がりを有する到来波を模式的に表した図。 ４波モデルにおける各送信アンテナの位置の例を説明するための図。 ４波モデル及びラプラス分布を例示する図。 ２波モデル及びラプラス分布を例示する図。 ３波モデル及びラプラス分布を例示する図。 ５波モデル及びラプラス分布を例示する図。 （ａ）は各ｎ（ｎ＝１，…，５）波モデルにおいて各送信アンテナが出力する信号を例示する図。（ｂ）は各ｎ（ｎ＝１，…，５）波モデルにおいて各送信アンテナが放射する電波の相対電力を例示する図。 被測定機器１が有するアンテナ素子を例示する図。（ａ）は垂直配置ダイポールアレーを例示する図。（ｂ）は水平配置ダイポールアレーを例示する図。 ラプラス分布及び各ｎ（ｎ＝２，３，４，５）波モデルに基づく角度広がりＡＳを有する到来波を被測定機器に照射した場合の被測定機器が備える２つのアンテナのそれぞれが受信した信号の相関係数を示す図。 （ａ）は２波モデルにおいて送信アンテナ♯１，♯２の位置を変えた場合のＲＭＳ誤差の変化を示す図。（ｂ）は３波モデルにおいて送信アンテナ♯２，♯３の位置を変えた場合のＲＭＳ誤差の変化を示す図。 （ａ）は４波モデルにおいて送信アンテナ♯３，♯４の位置を変えた場合のＲＭＳ誤差の変化を示す図。（ｂ）は５波モデルにおいて送信アンテナ♯４，♯５の位置を変えた場合のＲＭＳ誤差の変化を示す図。 ４波モデルにおいて、各角度広がりＡＳにおいてＲＭＳ誤差を０．１以下とする送信アンテナ♯３，♯４の位置を示す図。 利得調整器を備えるアンテナ測定システムの例の機能ブロック図。 干渉信号生成器を備えるアンテナ測定システムの例の機能ブロック図。 基準アンテナを備えるアンテナ測定システムの例の機能ブロック図。 擬似基地局装置を備えるアンテナ測定システムの例の機能ブロック図。

符号の説明

１ 被測定機器
２ 回転台
３１，３２，３３，３４ 送信アンテナ
４ 信号生成器
５１，５２ 分配器
６ リンクアンテナ
７１，７２ 利得調整器
８１，８２ 干渉信号生成器
９ 接続ケーブル
１０ 基準アンテナ
１１ 擬似基地局装置

Claims (9)

1. 被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して第１、第２の送信アンテナが対となり、第３、第４の送信アンテナが対となるように線対称に位置する第１、第２、第３、第４の送信アンテナと、
   互いに無相関な２つの信号を含む上記送信アンテナの数より少ない数の信号を生成する信号生成器と、
   上記円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が印加されるように、上記生成された信号を上記送信アンテナに分配する分配器とを含み、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第１、第２の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角が到来波の角度広がりＡＳと一致するように前記第１、第２の送信アンテナを配置し、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第３、第４の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角を、前記被測定機器が互いに０．５波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に４波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を０．１以下とする上限値以下であって、
   前記被測定機器が互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に、前記ＲＭＳ誤差を０．１以下とする下限値以上となるように、
   前記第３、第４の送信アンテナを配置した
   アンテナ測定システム。
2. 被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して第２、第３の送信アンテナが対となり、第４、第５の送信アンテナが対となるように線対称に位置する第１、第２、第３、第４、第５の送信アンテナと、
   互いに無相関な２つの信号を含む上記送信アンテナの数より少ない数の信号を生成する信号生成器と、
   上記円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が印加されるように、上記生成された信号を上記送信アンテナに分配する分配器とを含み、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第２、第３の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角が到来波の角度広がりＡＳと一致するように前記第２、第３の送信アンテナを配置し、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第４、第５の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角を、前記被測定機器が互いに０．５波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に５波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を０．１以下とする上限値以下であって、
   前記被測定機器が互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に、前記ＲＭＳ誤差を０．１以下とする下限値以上となるように、
   前記第４、第５の送信アンテナを配置した
   アンテナ測定システム。
3. 請求項１、または２に記載されたアンテナ測定システムにおいて、
   各上記送信アンテナを送信アンテナｉ（ｉ＝１，…，Ｉ（Ｉは上記送信アンテナの数））と表記し、送信アンテナｉと上記中心とを結ぶ線分と、上記直線とがなす角度をφ_ｉとし（−９０°＜φ_ｉ＜＋９０°）、Ｎ_０を予め定められた実数の係数とし、上記被測定機器の正面方向と上記直線とがなす角度をＡｏＡとし、模擬しようとする到来波の角度広がりをＡＳとして、
   各送信アンテナｉが出力する信号の相対電力Ｐ_ｉは、次式の関係を有するＰ_ｉであることを特徴とするアンテナ測定システム。
   

   
4. 請求項１から３の何れかに記載されたアンテナ測定システムにおいて、
   上記信号生成器は、互いに無相関な２つ信号を生成し、
   上記分配器は、上記送信アンテナに対して一つおきに上記２つの信号の一方の信号を出力し、上記一方の信号が出力されてない送信アンテナに上記２つの信号の他方の信号を出力する、
   ことを特徴とするアンテナ測定システム。
5. 請求項１から４の何れかに記載されたアンテナ測定システムにおいて、
   上記信号生成器が生成した信号の利得を調整する利得調整器と、上記信号生成器が生成した信号に干渉信号を付加する干渉信号生成器との少なくとも一方を含む、
   ことを特徴とするアンテナ測定システム。
6. 請求項１から５の何れかに記載されたアンテナ測定システムにおいて、
   上記被測定機器に代えて上記中心に位置された基準アンテナを更に含み、
   上記被測定機器の正面方向は上記基準アンテナの正面方向であり、
   上記被測定機器は、接続ケーブルで上記基準アンテナに接続され、受信アンテナとして上記基準アンテナを用いる、
   ことを特徴とするアンテナ測定システム。
7. 請求項１から６の何れかに記載されたアンテナ測定システムにおいて、
   上記信号生成器、上記分配器及び上記送信アンテナから成る下り回線、及び、上記被測定機器が送信した電波を受信するリンクアンテナから成る上り回線を通じて上記被測定機器と通信可能な擬似基地局装置を更に含み、
   上記被測定機器は、受信信号の品質を表す情報である受信信号品質情報を生成する受信信号品質情報生成部を含み、上記上り回線を通じて上記受信信号品質情報を上記擬似基地局装置に送る、
   ことを特徴とするアンテナ測定システム。
8. 被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して第１、第２の送信アンテナが対となり、第３、第４の送信アンテナが対となるように線対称に位置する第１、第２、第３、第４の送信アンテナを用いるアンテナ測定方法であって、
   送信アンテナの数よりも少ない数の信号であって、互いに無相関な２つの信号を含む信号を生成する信号生成ステップと、
   上記円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が出力されるように、上記生成された信号を上記送信アンテナに分配する分配ステップとを含み、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第１、第２の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角が到来波の角度広がりＡＳと一致するように前記第１、第２の送信アンテナを配置し、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第３、第４の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角を、前記被測定機器が互いに０．５波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に４波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を０．１以下とする上限値以下であって、
   前記被測定機器が互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に、前記ＲＭＳ誤差を０．１以下とする下限値以上となるように、
   前記第３、第４の送信アンテナを配置した
   アンテナ測定方法。
9. 被測定機器を中心とする円周上に位置し、その中心を通る直線に対して第２、第３の送信アンテナが対となり、第４、第５の送信アンテナが対となるように線対称に位置する第１、第２、第３、第４、第５の送信アンテナを用いるアンテナ測定方法であって、
   送信アンテナの数よりも少ない数の信号であって、互いに無相関な２つの信号を含む信号を生成する信号生成ステップと、
   上記円周上において隣接する送信アンテナに互いに無相関な信号が出力されるように、上記生成された信号を上記送信アンテナに分配する分配ステップとを含み、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第２、第３の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角が到来波の角度広がりＡＳと一致するように前記第２、第３の送信アンテナを配置し、
   前記被測定機器の位置を頂点とする前記第４、第５の送信アンテナの位置および前記被測定機器の位置がなす角を、前記被測定機器が互いに０．５波長離れて垂直に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に５波モデルの相関係数とラプラス分布の相関係数とのＲＭＳ誤差を０．１以下とする上限値以下であって、
   前記被測定機器が互いに０．５波長離れて水平に配置された２つの半波長ダイポールアンテナで到来波を受信する場合に、前記ＲＭＳ誤差を０．１以下とする下限値以上となるように、
   前記第４、第５の送信アンテナを配置した
   アンテナ測定方法。

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