JP6389210B2 - 電界強度分布測定装置及び電界強度分布測定方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る電界強度分布測定装置1は、送信装置100が備える複数のアンテナ素子T1〜TNを含む被測定アンテナ110から送信される無線信号を近傍界で測定し、遠方界での電界強度分布を算出するものである。被測定アンテナ110は、例えばMassive−MIMOアンテナを含むアレーアンテナなどである。被測定アンテナ110は、送信装置100と一体化したものであっても、送信装置100から取り外し可能なものであってもよい。
続いて、本発明の第2の実施形態に係る電界強度分布測定装置2について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態に係る電界強度分布測定装置1の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
続いて、本発明の第3の実施形態に係る電界強度分布測定装置3について図面を参照しながら説明する。第1又は第2の実施形態に係る電界強度分布測定装置1,2の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
10 VNA(ベクトルネットワークアナライザ)
11 測定用アンテナ
11a,11b コネクタ
12 移動装置
13,33 測定信号受信部
14 発振器
15 ローカル信号発生器
16,42,43 参照信号発生部
17 測定用ダウンコンバータ(測定用周波数変換手段)
17a 逓倍器
17b ミキサ
17c フィルタ
17d ハーモニックミキサ
18 参照用ダウンコンバータ(参照用周波数変換手段)
19 A/D変換部(参照用A/D変換部)
20 位相差・振幅算出部
21 遠方界電界強度分布算出部
27 A/D変換部(測定用A/D変換部)
28a〜28e ケーブル
30 走査制御部
31 参照用アンテナ
32 参照用ダウンコンバータ(参照用周波数変換手段)
34,40 参照信号受信部
36a,36b スイッチ(位相差・振幅算出処理タイミング同期手段)
37 A/D変換部(参照用A/D変換部)
38a ローカル信号源(周波数同期手段,ローカル信号発生器)
38b 同期用信号源(位相差・振幅算出処理タイミング同期手段)
38c クロック信号源(A/D変換クロック同期手段)
41 ダウンコンバータ(参照用周波数変換手段)
50 スペクトラム解析部
100 送信装置
110 被測定アンテナ
T1〜TN アンテナ素子
Claims (13)
- 複数のアンテナ素子(T1〜TN)を含む被測定アンテナ(110)から送信される無線信号を近傍界で測定し、遠方界での電界強度分布を算出する電界強度分布測定装置(1)であって、
所定の走査範囲に含まれる複数の測定位置において、前記無線信号を測定信号として受信する測定用アンテナ(11)と、
前記複数の測定位置に前記測定用アンテナを移動させる移動装置(12)と、
基準信号を出力する発振器(14)と、
前記基準信号が入力されローカル信号を発生させるローカル信号発生器(15)と、
前記測定用アンテナにより受信された測定信号を前記ローカル信号と混合することにより周波数変換する測定用周波数変換手段(17)と、
前記測定用周波数変換手段により周波数変換された測定信号をデジタイズして測定用デジタル信号を生成する測定用A/D変換部(27)と、
前記基準信号が入力され参照信号を発生させる参照信号発生部(16)と、
各前記測定位置について、前記測定用デジタル信号の振幅を算出し、それとともに、前記測定用デジタル信号の位相と前記参照信号がデジタイズされた参照用デジタル信号の位相との位相差を算出する位相差・振幅算出部(20)と、
前記位相差・振幅算出部により算出された位相差及び振幅の情報を用いて、遠方界の電界強度分布を算出する遠方界電界強度分布算出部(21)と、を有し、
前記参照信号発生部は、前記参照信号を前記被測定アンテナに出力することにより、前記参照信号の周波数と等しい周波数の前記無線信号を前記被測定アンテナから送信させ、
前記測定用周波数変換手段は、前記測定用アンテナのコネクタ(11a)に直結して接続される測定用ダウンコンバータ(17)を含むことを特徴とする電界強度分布測定装置。 - 送信装置(100)に備えられた複数のアンテナ素子(T1〜TN)を含む被測定アンテナ(110)から送信される無線信号を近傍界で測定し、遠方界での電界強度分布を算出する電界強度分布測定装置(1)であって、
所定の走査範囲に含まれる複数の測定位置において、前記無線信号を測定信号として受信する測定用アンテナ(11)と、
前記複数の測定位置に前記測定用アンテナを移動させる移動装置(12)と、
基準信号を出力する発振器(14)と、
前記基準信号が入力されローカル信号を発生させるローカル信号発生器(15)と、
前記測定用アンテナにより受信された測定信号を前記ローカル信号と混合することにより周波数変換する測定用周波数変換手段(17)と、
前記測定用周波数変換手段により周波数変換された測定信号をデジタイズして測定用デジタル信号を生成する測定用A/D変換部(27)と、
各前記測定位置について、前記測定用デジタル信号の振幅を算出し、それとともに、前記測定用デジタル信号の位相と前記発振器より出力された基準信号の位相との位相差を算出する位相差・振幅算出部(20)と、
前記位相差・振幅算出部により算出された位相差及び振幅の情報を用いて、遠方界の電界強度分布を算出する遠方界電界強度分布算出部(21)と、を有し、
前記送信装置に備えられた参照信号発生部(42,43)から発生される参照信号を前記被測定アンテナに出力することにより、前記参照信号の周波数と等しい周波数の前記無線信号を前記被測定アンテナから送信させ、
前記測定用周波数変換手段は、前記測定用アンテナのコネクタ(11a)に直結して接続される測定用ダウンコンバータ(17)を含むことを特徴とする電界強度分布測定装置。 - 前記参照信号を周波数変換する参照用周波数変換手段(18)と、
前記参照用周波数変換手段により周波数変換された参照信号をデジタイズして前記参照用デジタル信号を生成する参照用A/D変換部(19)と、を更に備え、
前記参照信号発生部は、前記発振器から入力される基準信号の位相に同期した無変調波の参照信号を発生させることを特徴とする請求項1に記載の電界強度分布測定装置。 - 前記参照信号発生部は、前記発振器から入力される基準信号の位相に同期した無変調波の参照信号を発生させることを特徴とする請求項2に記載の電界強度分布測定装置。
- 前記参照信号発生部は、前記送信装置内の中間周波数の信号を前記ローカル信号発生器で発生されたローカル信号にて周波数変換させて前記参照信号を発生させることを特徴とする請求項2に記載の電界強度分布測定装置。
- 前記ローカル信号発生器、前記測定用A/D変換部、前記参照信号発生部、前記参照用周波数変換手段、前記参照用A/D変換部、及び前記位相差・振幅算出部が、いずれもベクトルネットワークアナライザ(10)で構成されることを特徴とする請求項3に記載の電界強度分布測定装置。
- 前記測定用ダウンコンバータは、
前記ローカル信号発生器により発生された前記ローカル信号を周波数逓倍する逓倍器(17a)と、
前記測定用アンテナにより受信された測定信号を、前記逓倍器により周波数逓倍されたローカル信号と混合するミキサ(17b)と、
前記ミキサの出力信号から不要な周波数成分を除去するフィルタ(17c)と、を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電界強度分布測定装置。 - 前記測定用ダウンコンバータは、
前記ローカル信号発生器により発生された前記ローカル信号の逓倍の周波数成分により、前記測定用アンテナにより受信された測定信号を周波数変換するハーモニックミキサ(17d)と、
前記ハーモニックミキサの出力信号から不要な周波数成分を除去するフィルタ(17c)と、を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電界強度分布測定装置。 - 複数のアンテナ素子(T1〜TN)を含む被測定アンテナ(110)から送信される無線信号を近傍界で測定し、遠方界での電界強度分布を算出する電界強度分布測定装置(2,3)であって、
所定の走査範囲に含まれる複数の測定位置において、前記無線信号を測定信号として受信する測定用アンテナ(11)と、
前記無線信号を参照信号として受信する参照用アンテナ(31)と、
前記複数の測定位置に前記測定用アンテナを移動させる移動装置(12)と、
前記測定用アンテナにより受信された測定信号を周波数変換する測定用周波数変換手段(17)と、
前記測定用周波数変換手段により周波数変換された測定信号をデジタイズして測定用デジタル信号を生成する測定用A/D変換部(27)と、
前記参照用アンテナにより受信された参照信号を周波数変換する参照用周波数変換手段(32,41)と、
前記参照用周波数変換手段により周波数変換された参照信号をデジタイズして参照用デジタル信号を生成する参照用A/D変換部(37)と、
各前記測定位置について、前記測定用デジタル信号の位相と、前記参照用デジタル信号の位相との位相差を算出するともに、前記測定用デジタル信号の振幅を算出する位相差・振幅算出部(20)と、
前記位相差・振幅算出部により算出された位相差及び振幅の情報を用いて、遠方界の電界強度分布を算出する遠方界電界強度分布算出部(21)と、を有し、
前記測定用周波数変換手段は、前記測定用アンテナのコネクタ(11a)に直結して接続される測定用ダウンコンバータ(17)を含むことを特徴とする電界強度分布測定装置。 - 前記参照用周波数変換手段は、前記参照用アンテナのコネクタ(11b)に直結して接続される参照用ダウンコンバータ(32)を含むことを特徴とする請求項9に記載の電界強度分布測定装置。
- 前記測定用周波数変換手段と前記参照用周波数変換手段との間で周波数同期を取る周波数同期手段(38a)と、
前記測定用デジタル信号と前記参照用デジタル信号の前記位相差・振幅算出部へのデータ取り込みの開始のタイミングを同期する位相差・振幅算出処理タイミング同期手段(36a,36b,38b)と、
前記測定用A/D変換部及び前記参照用A/D変換部のサンプリングクロックを同期するA/D変換クロック同期手段(38c)と、を更に有することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の電界強度分布測定装置。 - 前記測定用アンテナにより受信された測定信号のスペクトラムを解析するスペクトラム解析部(50)を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の電界強度分布測定装置。
- 請求項3もしくは請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の電界強度分布測定装置を用いる電界強度分布測定方法であって、
前記被測定アンテナに無変調波の参照信号を出力する参照信号出力ステップ(S1)と、
前記被測定アンテナから前記参照信号の周波数と等しい周波数の無線信号を送信する無線信号送信ステップ(S2)と、
前記測定用ダウンコンバータと一体化した測定用アンテナを測定位置に移動させる移動ステップ(S3)と、
所定の走査範囲に含まれる複数の測定位置において、前記無線信号を測定信号として前記測定用アンテナにより受信する信号受信ステップ(S4)と、
前記信号受信ステップで受信された測定信号を前記測定用周波数変換手段により周波数変換するとともに、前記参照信号発生部で発生された参照信号を前記参照用周波数変換手段により周波数変換する周波数変換ステップ(S5)と、
前記周波数変換ステップで周波数変換された測定信号及び参照信号を、前記測定用A/D変換部及び前記参照用A/D変換部によりデジタイズして測定用デジタル信号及び参照用デジタル信号を生成するA/D変換ステップ(S6)と、
各前記測定位置について、前記測定用デジタル信号の位相と、前記参照用デジタル信号の位相との位相差を算出するともに、前記測定用デジタル信号の振幅を算出する位相差・振幅算出ステップ(S7)と、
前記位相差・振幅算出ステップで算出された位相差及び振幅の情報を用いて、遠方界の電界強度分布を算出する遠方界電界強度分布算出ステップ(S9)と、を含むことを特徴とする電界強度分布測定方法。
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