JP5476532B2 - Propagation environment control type radio wave reflection box - Google Patents
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Description
本発明は、移動体通信用の移動端末の性能を評価する手法の一つであるOTA(Over The Air)測定法を実施するために好適に使用することができる伝搬環境制御型電波反射箱に関する。 The present invention relates to a propagation environment control type radio wave reflection box that can be suitably used to implement an OTA (Over The Air) measurement method that is one of methods for evaluating the performance of a mobile terminal for mobile communication. .
移動体通信の分野では、大容量・高速化への技術が進められており、なかでも、送信アンテナおよび受信アンテナに複数のアンテナを用いるMIMO(Multi Input Multi Output)の技術が実用化され始めてきている。
MIMOアンテナを搭載した移動端末を評価するためには、実環境での試験が望ましいが、再現性や効率性の観点から、移動端末周辺に実環境と同等の電波環境を構築するOTA測定法が注目されている。
OTA測定法はいくつか提案がされている。その中で、特許文献1等に記載されている電波反射箱を用いる方法は、この電波反射箱内の多重反射を利用して遅延波を生成することができるので、容易にレイリーフェージング環境を得ることが可能であり、また、装置自体を安価に構築できるという大きな利点が得られる。
In the field of mobile communications, technologies for large capacity and high speed are being promoted, and in particular, MIMO (Multi Input Multi Output) technology using multiple antennas for transmitting and receiving antennas has begun to be put into practical use. ing.
In order to evaluate a mobile terminal equipped with a MIMO antenna, testing in a real environment is desirable, but from the viewpoint of reproducibility and efficiency, there is an OTA measurement method that creates a radio wave environment equivalent to the real environment around the mobile terminal. Attention has been paid.
Several proposals have been made for OTA measurement methods. Among them, the method using the radio wave reflection box described in
しかしながら、上記従来方法では、反射箱内の伝搬環境パラメータを変えることが容易でなく、そのため、受信アンテナ周辺における交差偏波電力比や到来波分布などを制御することが困難である。
すなわち、電波反射箱においては、その内部における電波の反射の繰り返しによって遅延波を生成する。このため、受信アンテナの周辺では、あらゆる偏波成分がほぼ等量に存在し、また、あらゆる方向から電波が到来することになるので、上記交差偏波電力比や到来波分布などを制御することが困難となる。
However, in the conventional method, it is not easy to change the propagation environment parameter in the reflection box, and therefore it is difficult to control the cross polarization power ratio and the incoming wave distribution around the receiving antenna.
That is, in the radio wave reflection box, a delayed wave is generated by repeating the reflection of the radio wave inside. For this reason, there are almost equal amounts of polarization components around the receiving antenna, and radio waves come from all directions, so the cross-polarization power ratio and the incoming wave distribution must be controlled. It becomes difficult.
そこで、本発明の課題は、交差偏波電力比や到来波分布の制御が可能な伝搬環境制御型電波反射箱を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a propagation environment control type radio wave reflection box capable of controlling the cross polarization power ratio and the incoming wave distribution.
本発明は、上記の課題を解決するため、電波を反射する性質をもつ材料によって形成された第1の箱体と、前記第1の箱体内に配置され、電波を反射する性質をもつ材料によって柱状に形成されるとともに、周面に使用周波数帯の電波を通過させ得る大きさを有した多数の開口が配列形成された第2の箱体と、前記第2の箱体の内面に設けた電波吸収体と、前記第1、第2の箱体間に配置されて、前記使用周波数帯の電波を放射する送信アンテナと、前記第2の箱体の開口における前記電波の特定方向の偏波成分の通過量を制限する通過量制限手段と、前記第2の箱体内における受信位置を変化させる変位手段と、前記第2の箱体の外周面に取付け取外し可能にかつ周方向に配列する形態で重合配置された複数の誘電体基板と、を備え、前記通過量制限手段は、前記特定方向の偏波成分を反射する反射素子であって、前記誘電体基板に貼着された金属箔によって形成されて、前記第2の箱体の対応する開口における前記特定方向の偏波成分の通過量を制限する伝搬環境制御型電波反射箱を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first box formed of a material having a property of reflecting radio waves, and a material disposed in the first box and having a property of reflecting radio waves. Provided on the inner surface of the second box, which is formed in a columnar shape and has a plurality of openings arranged on the peripheral surface and having a size capable of passing radio waves in the used frequency band. A radio wave absorber, a transmitting antenna that is disposed between the first and second boxes and radiates radio waves in the use frequency band, and a polarization in a specific direction of the radio waves at the opening of the second box A passage amount restriction means for restricting the passage amount of the component, a displacement means for changing the receiving position in the second box body, and a form that can be attached to and detached from the outer peripheral surface of the second box body and arranged in the circumferential direction in polymerization and a plurality of dielectric substrates which are arranged, wherein the The excessive amount limiting means is a reflective element that reflects the polarization component in the specific direction, and is formed of a metal foil adhered to the dielectric substrate, and the specific amount in the corresponding opening of the second box providing propagation environment controlled wave reflector box that limits the passage of the direction of polarization components.
前記第1の箱体は、例えば直方体形状を有するように形成され、前記第2の箱体は、例えば多角柱形状を有するように形成される。 Before SL first box is, for example, formed to have a rectangular parallelepiped shape, the second box is formed to have, for example, polygonal prism shape.
前記第2の箱体は中心軸線が垂直となる形態で配置され、前記通過量制限手段は、前記中心軸線を中心とする水平方向電波通過角度範囲が設定されるように構成される。The second box is arranged in such a manner that the central axis is vertical, and the passing amount limiting means is configured to set a horizontal direction radio wave passing angle range centering on the central axis.
前記特定方向の偏波成分は、水平方向もしくは垂直方向の偏波成分である。The polarization component in the specific direction is a polarization component in the horizontal direction or the vertical direction.
本発明によれば、安価かつ簡易に構築することができる電波反射箱の利点を保ちつつ、従来の反射箱では不可能であった交差偏波電力比や到来波分布の制御が可能となる。 According to the present invention, while maintaining the advantages of a radio wave reflection box that can be constructed inexpensively and easily, it is possible to control the cross polarization power ratio and the incoming wave distribution that were impossible with a conventional reflection box.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳しく説明する。
図1は、OTA(Over The Air)測定に使用される本発明に係る伝搬環境制御型電波反射箱の一実施形態を示す透視斜視図である。この電波反射箱は、外部箱体1、該外部箱体1内に配置された内部箱体3、送信アンテナ5を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a transparent perspective view showing an embodiment of a propagation environment control type radio wave reflection box according to the present invention used for OTA (Over The Air) measurement. The radio wave reflection box includes an
外部箱体1は、電波反射体であるアルミニウムパネルを用いて直方体状に形成され、人間が中に入って作業することを考慮して、長さが4mに、幅及び高さが2mにそれぞれ設定されている。内部箱体3は、同様に電波反射体であるアルミニウムパネルを用いて正八角柱状に形成され、直径が1mで高さが1mの円筒に内接するようにその大きさが設定されている。なお、外部箱体1及び内部箱体3の大きさは上記に限定されない。
The
内部箱体3は、正8角形状の上板9及び下板11と、この上板9と下板11間に設けられた8枚の側板13とによって構成されている。図2に示すように、各側板13には、電波を通過させるための多数の開口15が所定の間隔をおいて縦横に配列形成されている。
本実施形態では、使用周波数帯である5GHz帯の電波が通過するように開口15の構造が決定されている。すなわち、図2の点線枠部Aの拡大図である図3に示すように、本実施形態における開口15は、辺長が30mmの正方形状をなし、隣接する開口15との間に15mmの間隔が形成される態様で配列している。
The
In the present embodiment, the structure of the
また、図3のX−X線断面図である図4及び図5に示すように、上記側板13の内面には、電波吸収体17が貼着されている。
本実施形態では、この電波吸収体17として1/4波長型電波吸収体を使用している。この1/4波長型電波吸収体は、側板13の内面に貼着された発泡材からなるスペーサ19と、該スペーサ19の背面に貼着された抵抗膜21とを備えている。
抵抗膜21は、金属板から1/4λ(λは使用周波数帯の中心周波数の波長)だけ離隔して位置され、自由空間の特性インピーダンスに等しい表皮抵抗を示す。この1/4波長型電波吸収体の構成及び作用は周知であるので、その詳細な説明は省略する。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5 which are sectional views taken along the line XX of FIG. 3, a
In the present embodiment, a ¼ wavelength type radio wave absorber is used as the radio wave absorber 17. This quarter-wave type wave absorber includes a
The
1/4波長型電波吸収体17は、図5に示すように、側板13の内面に一様に貼り付けられる。この場合、電波吸収体17は、金属面が存在する箇所においては吸収体本来の働きをするものの、金属面が存在しない開口15の部分においては電波吸収体としての働きをしない。
なお、開口15が存在しない内部箱体3の上板9及び下板11(図1参照)の内面にも電波吸収体が貼着されている。この電波吸収体は、上板9及び下板11が開口を有していないことから、吸収体本来の働きをする。
As shown in FIG. 5, the quarter wavelength
In addition, the electromagnetic wave absorber is stuck also to the inner surface of the
送信アンテナ5は、外部箱体1の内面と内部箱体3の外面とで構成される空間内に設置されている。図6に示すように、本実施形態では、送信アンテナ5の設置点が内部箱体3の垂直中心軸線とともに外部箱体1の長手方向中心軸線を含む垂直面25内に含まれている。
内部箱体3内には、スライドレール29が設けられている。このスライドレール29は、上記垂直面25に対して直角な方向(図1に示す外部箱体1の幅方向)に沿って配設され、受信アンテナ7を内部箱体3の垂直中心軸線の位置から同方向に沿って受信アンテナ7を移動させる機能を有する。
The
A
図5及び図6に示すように、内部箱体3の各側板13の外面には、該側板13と同寸法の誘電体基板23が取付け取外し可能に重合配置されている。図3〜図5に示すように、この誘電体基板23には、狭幅(例えば3mm)の長方形状金属箔(例えば銅箔)からなる反射素子27が配列形成される。なお、この反射素子27は、いわゆる印刷配線パターンを形成する技術を用いて形成することができる。
上記反射素子27は、到来する電波の垂直偏波成分の開口15での通過量を制限する目的で設けたものであり、各開口15の中央部前方において垂直に向けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, on the outer surface of each
The reflecting
図6において、送信アンテナ5から放射された電波は、直接的に、もしくは、外部箱体1内面での反射を経た後に、内部箱体3の各側板13に設けられた図3に示す開口15に到達する。このとき、その電波の垂直偏波成分は、反射素子27の長さaに応じて開口15での通過量が変化することになる。なお、送信アンテナ5には、例えば、45°偏波の電波を放射するダイポールアンテナが使用される。
開口15を通過した電波は、図4に示す1/4波長型電波吸収体17の表皮抵抗膜21によって一部が反射されるが、一部はこの表皮抵抗膜21を通過して受信アンテナ7に到達する。受信アンテナ7で吸収されなかった電波は、その多くが内部箱体3の内面に貼り付けられた上記電波吸収体17によって吸収される。そのため、内部箱体3内においては、電波の反射が抑制されることになる。
In FIG. 6, the radio wave radiated from the
A part of the radio wave that has passed through the
図6において、8枚の誘電体基板23は、それぞれ共通する長さの反射素子27を有している。従って、それらの反射素子27は、対応する側板13の開口15に到達した上記垂直偏波成分に対して同等の通過量制限作用をなす。
そこで、それまで使用していた8枚の誘電体基板23を反射素子27の長さが異なる別の8枚の誘電体基板23に交換すれば、つまり、内部箱体3の各開口15に係る反射素子27の長さを変化させれば、上記通過量制限作用が変化することになる。これは、受信アンテナ7における上記垂直偏波成分についての受信レベルが変化することを意味している。
In FIG. 6, the eight
Therefore, if the eight
図7は、上記のようにして反射素子27の長さを変化させた場合における垂直偏波(V偏波)及び水平偏波(H偏波)についての受信電力中央値の変化特性を例示したものである。
ここで、受信電力中央値について説明する。測定周波数範囲を5.0〜5.2GHzとし、この周波数範囲における1601ポイントの各周波数について受信アンテナ7(ここでは、ダイボールアンテナを使用している)を図6に矢印で示した方向に2mmステップで0〜200mmの範囲内をスライドさせた場合、計1601×101個の受信電力を受信アンテナ7の出力から取得することができる。上記中央値は、この1601×101個の受信電力の中央の値を意味している。図7に示す各特性は、反射素子27の長さに応じた上記中央値の変化を垂直偏波成分及び水平偏波成分について示したものである。
なお、受信アンテナ7は、適宜なアクチュエータによって図6に示すスライドレールに沿って内部箱体3の垂直中心軸線の部位からスライド移動される。また、受信アンテナ7は、垂直偏波の受信時及び水平偏波の受信時にそれぞれダイポール素子が垂直及び水平に向けられる。
FIG. 7 exemplifies the change characteristic of the median received power with respect to vertical polarization (V polarization) and horizontal polarization (H polarization) when the length of the
Here, the median received power will be described. The measurement frequency range is 5.0 to 5.2 GHz, and the receiving antenna 7 (in this case, a diball antenna is used) for each frequency of 1601 points in this frequency range is 2 mm in the direction indicated by the arrow in FIG. When the step is slid within the range of 0 to 200 mm, a total of 1601 × 101 received power can be obtained from the output of the receiving
The receiving
図7から明らかなように、反射素子27の長さaを大きくしていった場合、垂直偏波の受信電力中央値は減少するものの、水平偏波の受信電力中央値はほとんど変化しない。これは、反射素子27の長さによって、交差偏波電力比の制御が可能であることを示している。
そこで、本実施形態では、長さの異なる反射素子27を有した誘電体基板23を付け替えることによって、垂直偏波と水平偏波の電力に所望の差をつけるようにしている。
この結果、本実施形態によれば、受信アンテナ7の位置に図示していない携帯端末を配置することにより、交差偏波電力比の異なる電波環境下での該携帯端末の受信動作の評価を行うことが可能になる。
As apparent from FIG. 7, if began to increase the length a of the
Therefore, in the present embodiment, by changing the
As a result, according to the present embodiment, a mobile terminal (not shown) is arranged at the position of the receiving
次に、到来波分布を制御する場合の実施形態について説明する。
図6に対応する図8において、2σは内部箱体3の垂直中心軸線を中心とする水平方向電波通過角度範囲であり、前記垂直面25はこの角度範囲2σを二分している。
この図8の例では、角度範囲2σが90°である。この場合、送信アンテナ5に対峙する正面の側板13に係る誘電体基板23の反射素子27の長さaは0である。換言すれば、この誘電体基板23には反射素子27が形成されていない。
Next, an embodiment in the case of controlling the incoming wave distribution will be described.
In FIG. 8 corresponding to FIG. 6, 2σ is a horizontal radio wave passing angle range centering on the vertical central axis of the
In the example of FIG. 8, the angle range 2σ is 90 °. In this case, the length a of the reflecting
一方、この正面の側板13の両側に隣接する側板13に係る各誘電体基板23においては、正面の側板13に係る誘電体基板23から離れた側の半域のみに反射素子27が形成され、また、残る側板13に係る誘電体基板23においては、全域に反射素子27が形成されている。
したがって、上記角度範囲2σは、反射素子27による通過量の制限を受けない電波通過範囲を規定するものである。
なお、本実施形態では、反射素子27の幅、長さがそれぞれ3mm、22.5mmに設定されている。したがって、この反射素子27が介在する開口15においては垂直偏波成分の通過量が大きく(20dB以上)減少されることになる。
On the other hand, in each
Therefore, the angle range 2σ defines a radio wave passing range that is not limited by the amount of passage by the reflecting
In the present embodiment, the width and length of the
上記水平方向電波通過角度範囲2σは、反射素子27の形成態様の異なる誘電体基板23を予め用意して、それらを選択的に組合わせることによって任意の大きさに設定することができる。
図9は、電波通過角度範囲2σが45°、90°、135°および360°の場合の空間相関特性をそれぞれ示している。
この空間相関特性は、内部箱体3の中心位置での受信電力測定値を基準として受信アンテナ7の各位置での受信電力測定値との相関を求めたものである。すなわち、図7のデータを得る場合と同様に、5.0〜5.2GHzの周波数範囲における1601ポイントの各周波数について受信アンテナ7を図6に矢印で示した方向に2mmステップで0〜200mmの範囲をスライドさせながら計1601×101個の受信電力を測定し、その測定結果を基に算出される。
The horizontal radio wave passing angle range 2σ can be set to an arbitrary size by preparing in advance the
FIG. 9 shows the spatial correlation characteristics when the radio wave passing angle range 2σ is 45 °, 90 °, 135 °, and 360 °, respectively.
This spatial correlation characteristic is obtained by obtaining a correlation with the received power measurement value at each position of the
図9から明らかなように、電波通過角度範囲2σを狭くするにしたがって、空間相関メインローブが広がっており、これは、到来角度分布の制御が可能であることを示している。
そこで、本実施形態では、反射素子27の形成態様の異なる誘電体基板23を選択的に組合わせることによって電波通過角度範囲2σを任意の大きさに設定するようにしている。
この結果、本実施形態によれば、受信アンテナ7の位置に図示していない携帯端末を配置することにより、到来角度分布の異なる電波環境下での該携帯端末の受信動作の評価を行うことが可能になる。
As is apparent from FIG. 9, as the radio wave passing angle range 2σ is narrowed, the spatial correlation main lobe widens, which indicates that the arrival angle distribution can be controlled.
Therefore, in the present embodiment, the radio wave passing angle range 2σ is set to an arbitrary size by selectively combining the
As a result, according to the present embodiment, by placing a mobile terminal (not shown) at the position of the receiving
本発明は、前記実施の形態に限定されず、例えば、以下のような種々の変形態様を含み得るものである。
a.上記の各実施形態では、反射素子27によって垂直偏波の通過量を制限しているが、該反射素子27によって水平偏波の通過量を制限することも可能である。この場合、図5、図6に示す反射素子27が水平に向くように形成される。
b.内部箱体3は、正八角柱状でない正多角柱状、あるいは円柱状に形成しても良い。
c.図6に示す電波通過角度範囲2σは、その角度中心が送信アンテナの方向とは異なる方向に向くよう形成しても良い。
d.スライドレール29は、受信アンテナ7及び携帯端末を図6の方向とは異なる任意の方向(三次元方向を含む)にスライドさせる機能を持たせることができる。
e.図6において、誘電体基板23の太線で示す領域(反射素子27が存在する領域)は、一様な金属箔によって覆うようにしても良い。
f.上記の実施形態に係る電波反射箱は、5GHz帯の周波数に適用しているが、他の周波数帯にも適用可能であり、その場合、図3に示す開口15の大きさと配列間隔及び反射素子27の大きさが上記他の周波数帯に適合するように設定される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may include various modifications as described below, for example.
a. In each of the above-described embodiments, the amount of passage of the vertically polarized wave is limited by the reflecting
b.
c. The radio wave passing angle range 2σ shown in FIG. 6 may be formed so that the angle center is directed in a direction different from the direction of the transmitting antenna.
d. The
e. In FIG. 6, a region indicated by a thick line on the dielectric substrate 23 (a region where the
f. The radio wave reflection box according to the above embodiment is applied to a frequency of 5 GHz band, but can be applied to other frequency bands. In that case, the size and arrangement interval of the
本発明に係る伝搬環境制御型電波反射箱は、交差偏波電力比及び到来波分布の制御が可能であるので、移動体通信用移動端末のOTA評価装置として有用であり、しかも、簡易で安価に構築することができる。 Since the propagation environment control type radio wave reflection box according to the present invention can control the cross polarization power ratio and the arrival wave distribution, it is useful as an OTA evaluation apparatus for a mobile terminal for mobile communication, and is simple and inexpensive. Can be built.
1 外部箱体
3 内部箱体
5 送信アンテナ
7 受信アンテナ
9 上板
11 下板
13 側板
15 開口
17 電波吸収体
19 スペーサ
21 抵抗膜21
23 誘電体基板
27 反射素子
29 スライドレール
DESCRIPTION OF
23
Claims (4)
前記第1の箱体内に配置され、電波を反射する性質をもつ材料によって柱状に形成されるとともに、側板に使用周波数帯の電波を通過させ得る大きさを有した多数の開口が配列形成された第2の箱体と、
前記第2の箱体の内面に設けた電波吸収体と、
前記第1、第2の箱体間に配置されて、前記使用周波数帯の電波を放射する送信アンテナと、
前記第2の箱体の開口における前記電波の特定方向の偏波成分の通過量を制限する通過量制限手段と、
前記第2の箱体内における受信位置を変化させる変位手段と、
前記第2の箱体の周方向に配列され、それぞれ該箱体の側板外面に取付け取外し可能に重合配置された複数の誘電体基板と、
を備え、
前記通過量制限手段は、前記特定方向の偏波成分を反射する反射素子であって、前記誘電体基板に貼着された金属箔によって形成されて、前記第2の箱体の対応する開口における前記特定方向の偏波成分の通過量を制限することを特徴とする伝搬環境制御型電波反射箱。 A first box formed of a material having a property of reflecting radio waves;
Arranged in the first box and formed in a columnar shape by a material having a property of reflecting radio waves, and a plurality of openings having a size capable of passing radio waves in the used frequency band are arranged on the side plate . A second box,
A radio wave absorber provided on the inner surface of the second box;
A transmitting antenna disposed between the first and second boxes and radiating radio waves in the use frequency band;
A passage amount limiting means for limiting a passage amount of the polarization component in the specific direction of the radio wave at the opening of the second box;
Displacement means for changing a reception position in the second box;
A plurality of dielectric substrates arranged in a circumferential direction of the second box, and arranged in a superposed manner so as to be attached to and detached from the outer surface of the side plate of the box,
Equipped with a,
The passage amount limiting means is a reflective element that reflects the polarization component in the specific direction, is formed by a metal foil attached to the dielectric substrate, and is formed in a corresponding opening of the second box. propagation environment controlled wave reflector box characterized that you limit the throughput of the polarization component in the specific direction.
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