JP6389862B2

JP6389862B2 - 無線端末テスト用シールドボックス

Info

Publication number: JP6389862B2
Application number: JP2016239088A
Authority: JP
Inventors: ソプジョン、ジン; フンイム、ヨン; ホユン、キ
Original assignee: イノワイアレスカンパニー、リミテッド
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: JP2018096739A

Description

本発明は、無線端末テスト用シールドボックスに関し、特に、無線端末のアンテナと非接触式(無線)で連結された状態でも、各種のテストを簡便で且つ高い信頼性をもって行えるようにした無線端末テスト用シールドボックスに関する。

無線端末は、移動通信システムの１要素であって、移動通信システムをテストするとき、直接テスト対象(DUT; Device Under Test)となるか、もしくは、テストシステムの１要素を担当することになる。無線端末がテスト目的に用いられる場合、テストシステムと無線端末とは、一般に、端末が提供する有線ＲＦポートを介して連結される。

図１は、無線端末の代表的機器であるスマートフォンの背面蓋を除去した概略背面図である。図１に示しているように、通常のスマートフォン１０の背面蓋が除去された状態の背面１２には、その中央部位にバッテリー１８が着脱式に配置され、バッテリー１８の上方及び下方にはそれぞれ、１以上のアンテナ１４а、１４ｂ、例えば、ＭＩＭＯ(Multiple Input & Multiple Output)アンテナ(ＬＴＥ端末の場合)と、それぞれのアンテナ１４a、１４ｂに有線で連結されているテスト用ＲＦポート１６a、１６ｂとが設けられる。また、バッテリー１８の上方には、各種のカメラモジュールなどが配置されるが、ここではその図示を省略している。更に、スマートフォン１０には、ＷＣＤＭＡアンテナ(図示せず)などが、その有線ＲＦポートと共に設けられる。

図２は、図１に示している無線端末を採択した無線端末テストシステムの物理的な構成図である。同図に示しているように、従来の無線端末テストシステムは、大きく、無線端末１０が収納されるシールドボックス２０と、無線端末１０とシールドボックス２０とを連結する内部ＲＦケーブル３０と、シールドボックス２０に、外部ＲＦケーブル４０を介して連結されたテスト装置５０とを含む。

前記の構成において、シールドボックス２０は、通常、無線端末１０が収納されるように開閉可能な構造を有する四角の金属ケース２２からなり、様々なサイズの無線端末、例えば、スマートフォンやスマートパッドなどを収納するに十分な体積の収納空間２６を確保している。このような構造により、スマートフォンなどの無線端末１０をシールドボックス２０内に収納する場合、その収納位置によって、アンテナ１４а、１４ｂから放射された電磁波が反射して、特性が変化するか、定在波が発生するなどの問題を引き起こし、これを防止するために、金属ケース２２内には、無線端末１０から放射された電磁波を吸収する電磁波吸収材２４が取り付けられている。

図面において、符号２８は、金属ケース２２の内外を貫通して設けられたボックス付着ＲＦコネクタを示す。内部ＲＦケーブル３０及び外部ＲＦケーブル４０はそれぞれ、同軸ケーブルとその両端に連結されたＲＦコネクタからなり、内部ＲＦケーブル３０のＲＦコネクタの１つは、無線端末２０のＲＦポート１６а、１６ｂに連結され、残りの１つは、ボックス付着コネクタ２８の内側コネクタに連結される。

前記のような従来の無線端末テストシステムは、無線端末のアンテナとテスト装置が、有線ＲＦポートを介して有線で連結されているので、テストの正確性及び一貫性が高いことに対して、その準備過程が複雑であるという不都合があった。すなわち、有線連結のために、無線端末の背面蓋を開かなければならず、シールドボックス内で、無線端末とボックス付きコネクタとをＲＦケーブルを介して正確に連結しなければならないなど、煩雑で且つ注意が要求される。

また、近年に発売されるスマートフォンの中では、有線ポートを提供しない製品もあり、これをテストするために、従来は、スマートフォンの背面のプラスチックケースに手作業で穴を開けた後、半田付けでＲＦケーブルを連結しなければならないという面倒があった。また、２つのＭＩＭＯアンテナを有するＬＴＥ端末の場合は、２つのアンテナ間の絶縁のために、マルチパスフェージング(multi path fading)が存在する環境が必要であるにもかかわらず、シールドボックス内は、専ら直接自由空間経路(line of sight)環境であるため、テスト結果の信頼性を担保することができないという問題点があった。

公開特許公報10-2012-0096927号(発明の名称:電子装置において、アンテナの間に高い絶縁を提供するアンテナシステム) 公開特許公報10-1442557号登録特許公報(発明の名称:電波環境の再構成が可能な残響チャンバを用いた無線スマート機器感度試験システム)

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、無線端末のアンテナと非接触式(無線)で連結された状態でも、無理なく、各種のテストを簡便で且つ高い信頼性をもって行えるようにした無線端末テスト用シールドボックスを提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明の無線端末テスト用シールドボックスは、内部に無線端末収納空間が設けられている金属製ボックスと、前記金属製ボックスに内蔵され、前記金属製ボックスに収納された無線端末のアンテナ部位の直上方又は直下方に位置して、無線端末アンテナからの信号を非接触式で伝達されるプローブアンテナとを含むことを特徴とする。

前記金属製ボックスの内部には、電波吸収材が内蔵される。

前記プローブアンテナは、パッチアンテナである。

前記金属製ボックスはそれぞれ、金属製の上ケースと下ケースの２つの部分からなり、開放が可能である。

前記上ケースと前記下ケースは、背面でヒンジ結合される。

前記上ケース及び前記下ケースの内面には、無線端末アンテナから放射された電波が、シールドボックス内で反射することを防止する第１の電波吸収材が取り付けられる。

無線端末の背面が上方に向かうように収納された状態で、前記上ケースと前記下ケースの閉鎖時において、無線端末アンテナ部位に対向する位置の前記上ケースには、前記プローブアンテナが位置し、前記プローブアンテナは、第２の電波吸収材に取り付けられたままで、無線端末アンテナに対向し、前記プローブアンテナは、２以上であり、全ての前記プローブアンテナの間の空間を満たす第３の電波吸収材を、更に備え、この場合に、前記第１〜第３の電波吸収材の間の電波吸収性能は、第３の電波吸収材≧第１の電波吸収材≧第２の電波吸収材であり、この場合に、前記下ケースの側面又は背面には、テスト装置に連結されるＲＦコネクタが形成され、前記ＲＦコネクタは、ＲＦケーブルを介して、前記プローブアンテナと有線で連結される。

無線端末の背面が下方に向かうように収納された状態で、前記上ケースと前記下ケースの閉鎖時において、無線端末アンテナ部位に対向する位置の前記下ケースには、前記プローブアンテナが位置し、前記プローブアンテナは、第２の電波吸収材に取り付けられたままで、無線端末アンテナに対向し、前記プローブアンテナは、２以上であり、全ての前記プローブアンテナの間の空間を満たす第３の電波吸収材を、更に備え、前記第１〜第３の電波吸収材の間の電波吸収性能は、第３の電波吸収材≧第１の電波吸収材≧第２の電波吸収材であり、前記下ケースの側面又は背面には、テスト装置に連結されるＲＦコネクタが形成され、前記ＲＦコネクタは、ＲＦケーブルを介して、前記プローブアンテナと有線で連結される。

本発明の無線端末テスト用シールドボックスによれば、無線端末とシールドボックスのＲＦコネクタの間を有線で連結しないため、無線端末の背面蓋を除去しなくても済むなど、テストのための準備作業が顕著に簡単になるだけでなく、有線ＲＦポートを提供しない無線端末に対しても、テストが可能である。

さらには、シールドボックス内で直接自由空間経路の環境を提供しないため、２以上のＭＩＭＯアンテナを採択した無線端末をテストする場合、テスト結果の信頼性を担保することができる。

図１は、無線端末の代表的な機器であるスマートフォンの背面蓋を除去した概略背面図である。図２は、図１における無線端末を採択した無線端末テストシステムの物理的な構成図である。図３は、本発明の無線端末テスト用シールドボックスの閉鎖状態の斜視図である。図４は、図３の無線端末テスト用シールドボックスの開放状態の斜視図である。図５は、図３におけるА−Аに沿う断面図である。図６は、図３におけるＢ−Ｂに沿う断面図である。図７は、図５における他の実施例を示す断面図である。図８は、図６における他の実施例を示す断面図である。

以下では、添付の図面を参照して、本発明の無線端末テスト用シールドボックスの好適な実施例について詳細に説明する。

図３は、本発明の無線端末テスト用シールドボックスの閉鎖状態の斜視図であり、図４は、図３の無線端末テスト用シールドボックスの開放状態の斜視図である。図５は、図３におけるА−Аに沿う断面図であり、図６は、図３におけるＢ−Ｂに沿う断面図である。

図３〜図６に示しているように、本発明の無線端末テスト用シールドボックス１００は、大きく、内部に無線端末収納空間が設けられているボックス、例えば四角ボックスと、無線端末１０'の各アンテナ部位１４а、１４ｂに対応して設置、例えば、その直上方又は直下方に位置して、無線端末アンテナ(以下、'端末アンテナ'と言う)１４а、１４ｂからの信号を非接触式(無線)で伝達されるプローブアンテナ１１５とを含む。

前記構成において、プローブアンテナ１１５は、マイクロストリップ基板上の金属パターンからなるパッチアンテナ(マイクロ・ストリップ・アンテナともいう)で実現することができる。

次に、四角ボックスは、更に、上下２つの部分からなり、開放が可能になっているのが望ましい。この場合、上ボックス１１０及び下ボックス１２０はそれぞれ、外部からの電波を遮断する金属製の上ケース１１１及び下ケース１２１からなり、その背面でヒンジ１３０結合される。一方、上ケース１１１及び下ケース１２１の内面には、従来のシールドボックスと同様に、端末アンテナ１４а、１４ｂから放射された電波が、シールドボックス内で反射して、各種の特性を歪曲しないように、電波吸収材(以下、'第１の電波吸収材'という)１１２、１２３が取り付けられている。

この場合、下ケース１２１の内部空間及び第１の電波吸収材１２３によって設けられる収納空間は、テストしようとする無線端末１０'のサイズとほぼ同一、例えば、その前後左右の各面が、無線端末１０'の各面と５ｍｍ以内となるように形成されることによって、直接自由空間経路(line of sight)の環境を提供しないことが望ましい。

一方、閉鎖時において、端末アンテナ１４а、１４ｂの部位に対向する位置の上ケース１１１には、プローブアンテナ１１５が位置するが、端末アンテナ１４а、１４ｂがプローブアンテナ１１５に自由空間をもって対向するとき、プローブアンテナ１１５によって、端末アンテナ１４а、１４ｂの放射特性が変化、例えば、端末アンテナ１４а、１４ｂから放射された信号が、プローブアンテナ１１５によって反射して、端末アンテナ１４а、１４ｂに再入射することで、特性が変化することもある。これを防止するために、プローブアンテナ１１５は、整合用電波吸収材(以下、'第２の電波吸収材'という)１１４に取り付け、すなわち、第２の電波吸収材１１４を介して、端末アンテナ１４а、１４ｂと向い合い、これによる信号の減衰は、以後の増幅などをにより、十分補償することができる。

第２の電波吸収材１１４は、プローブアンテナ１１５や端末アンテナ１４а、１４ｂよりも少し大きいサイズであるのが望ましく、このために、本実施例でのように、無線端末１０'に２以上の端末アンテナ１４а、１４ｂ、例えば２以上のＭＩＭＯアンテナが設けられた場合、２つの第２の電波吸収材１１４の間には、自由空間が形成されることができ、この空間が２つのプローブアンテナ１１５に対する直接自由空間経路として働くことで、結果として、２つのＭＩＭＯアンテナの間の絶縁が破壊されることがある。これを防止するために、２つのプローブアンテナ１１５の間の空間を全て満たす電波吸収材(以下、'第３の電波吸収材'という)１１３が更に備えられる。

もちろん、第１〜第３の電波吸収材１１２、１１４、１１３をいずれも、同一の材質で具現することもできるが、電波吸収性に優れた材質であるほど、費用が高いため、コスト面を考えて、第１〜第３の電波吸収材１１２、１１４、１１３をいずれも、互いに異なる材質、又はこの中で少なくとも１つを他の材質で具現するのが望ましい。第１〜第３の電波吸収材１１２、１１４、１１３を互いに異なる材質で具現する場合、電波吸収性能は、第３の電波吸収材１１３≧第１の電波吸収材１１２≧第２の電波吸収材１１４であるのが望ましい。

図面において、符号１１７は、プローブアンテナ１１５の経路損失を最小化する位置、例えば、シールドボックスの上ケース１１１の後面を貫通して露出形成することで、シールドボックス１００とテスト装置を、ＲＦケーブルによって連結するＲＦコネクタを示しており、このようなＲＦコネクタ１１７は、ＲＦケーブル１１６、例えば同軸ケーブルによって、プローブアンテナ１１５と連結されている。ＲＦケーブル１１６が２以上の場合、すなわち、プローブアンテナ(又は、ＲＦコネクタ)１１５が２以上の場合、これによる経路損失が同一であるように、同一の長さのＲＦケーブル１１６を使用するのが望ましい。図面において、符号１１８は、上ケース１１１に設けられ、上ケース１１１の開閉を容易にするための取っ手を示す。符号１２９は、シールドボックスの適所、例えば、下ケース１２１の側面に設けられたＵＳＢ端子を示し、このようなＵＳＢ端子１２９には、ケーブル１２７及びその端部に連結されて、無線端末１０'のＵＳＢ端子に連結されるＵＳＢコネクタ(図示せず)が設けられている。

図７は、図５における他の実施例を示す断面図であり、図８は、図６における他の実施例を示す断面図である。図７及び図８に示しているように、本発明の他の実施例による無線端末テスト用シールドボックス１００'によると、無線端末１０'の背面が下方に位置するように、シールドボックス１００'内に収納されるが、これによって、プローブアンテナ１２５'、第１〜第３の電波吸収材１２３'、１２４'、１２２'が下ケース１２１'に内蔵され、上ケース１１１'には、その全体に亘って、第１の電波吸収材１１２'だけが内蔵される。このような構造によって、下ケース１２１'の容積が、上ケース１１１'の容積よりも大きく形成され、ＲＦコネクタ１２７'も、下ケース１２１'の適所、例えば後面に設けられる。そして、プローブアンテナ１２５'及び第１〜第３の電波吸収材１２３'、１２４'、１２２'の配置関係は、図５及び図６に示した実施例に対して、水平線を基準にして対称形成され、すなわち、第２の電波吸収材１２４'が端末アンテナに対向接触されており、その下方に、プローブアンテナ１２５'が配置されて、第２の電波吸収材１２４'及びプローブアンテナ１２５'の全体を覆うように、第３の電波吸収材１２２'が配置され、第３の電波吸収材１２２'を囲む形態で、第１の電波吸収材１２３'が配置される。

図７及び図８に示している実施例によると、無線端末１０'の前面が上方に向かっているため、シールドボックス１００'の上ケース１１１'を開いた状態で無線端末を操作、すなわち、タッチスクリーンを操作することができるというメリットがある。

以上、添付の図面を参照して、本発明の無線端末テスト用シールドボックスの好適な実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明の技術的思想の範疇内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、前述した実施例では、端末アンテナが２つであることと説明したが、１又は３以上であってもよく、この場合に、端末アンテナの個数に１対１対応してプローブアンテナが増加することになる。

１０、１０': 無線端末
１２: 背面
１４а、１４ｂ: 端末アンテナ
１６а、１６ｂ: ＲＦポート
１８: バッテリー
２０: シールドボックス
２２: 金属ケース
２４: 電波吸収材
２６: 収納空間
２８: ボックス付きＲＦコネクタ
３０、４０: ＲＦケーブル
５０: テスト装置
１００、１００': シールドボックス
１１０、１１０': 上ボックス
１１１、１１１': 上ケース
１１２、１１２': 第１の電波吸収材
１１３: 第３の電波吸収材
１１４: 第２の電波吸収材
１１５: プローブアンテナ
１１６: ＲＦケーブル
１１７: ＲＦコネクタ
１１８: 取っ手
１２０、１２０': 下ボックス
１２１、１２１': 下ケース
１２２': 第３の電波吸収材
１２３、１２３': 第１の電波吸収材
１２４': 第２の電波吸収材
１２５': プローブアンテナ
１２６': ＲＦケーブル
１２７: ケーブル
１２７': ＲＦコネクタ
１２９: ＵＳＢポート
１３０: ヒンジ

Claims

金属製ボックスと、
前記金属製ボックスに内蔵され、前記金属製ボックスに収納された無線端末のアンテナ部位の直上方又は直下方に位置して、無線端末アンテナからの信号を非接触式で伝達されるプローブアンテナと,
無線端末と同一のサイズからなる端末収納空間を除く前記金属製ボックスの内面全体に取り付けられ、無線端末アンテナから放射された電波が、前記金属製ボックス内で反射することを防止する第１の電波吸収材と、
前記プローブアンテナと無線端末アンテナとの間に挟まるように、前記プローブアンテナに取り付けられた第２の電波吸収材とを含むことを特徴とする無線端末テスト用シールドボックス。
前記プローブアンテナは、パッチアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記金属製ボックスはそれぞれ、金属製の上ケースと下ケースの２つの部分からなり、開放が可能であることを特徴とする請求項１に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記上ケースと前記下ケースは、背面でヒンジ結合されることを特徴とする請求項３に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
無線端末の背面が上方に向かうように収納された状態で、前記上ケースと前記下ケースの閉鎖時において、無線端末アンテナ部位に対向する位置の前記上ケースには、前記プローブアンテナが位置し、
前記プローブアンテナは、第２の電波吸収材に取り付けられたままで、無線端末アンテナに対向することを特徴とする請求項３に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記プローブアンテナは、２以上であり、
全ての前記プローブアンテナの間の空間を満たす第３の電波吸収材を、更に備えることを特徴とする請求項５に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記第１〜第３の電波吸収材の間の電波吸収性能は、第３の電波吸収材≧第１の電波吸収材≧第２の電波吸収材であることを特徴とする請求項６に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記上ケースの側面又は背面には、テスト装置に連結されるＲＦコネクタが形成され、
前記ＲＦコネクタは、ＲＦケーブルを介して、前記プローブアンテナと有線で連結されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
無線端末の背面が下方に向かうように収納された状態で、前記上ケースと前記下ケースの閉鎖時において、無線端末アンテナ部位に対向する位置の前記下ケースには、前記プローブアンテナが位置し、
前記プローブアンテナは、第２の電波吸収材に取り付けられたままで、無線端末アンテナに対向することを特徴とする請求項３に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記プローブアンテナは、２以上であり、
全ての前記プローブアンテナの間の空間を満たす第３の電波吸収材を、更に備えることを特徴とする請求項９に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記第１〜第３の電波吸収材の間の電波吸収性能は、第３の電波吸収材≧第１の電波吸収材≧第２の電波吸収材であることを特徴とする請求項１０に記載の無線端末テスト用シールドボックス。
前記下ケースの側面又は背面には、テスト装置に連結されるＲＦコネクタが形成され、
前記ＲＦコネクタは、ＲＦケーブルを介して、前記プローブアンテナと有線で連結されることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の無線端末テスト用シールドボックス。