JP7181951B2 - 温度試験装置及び温度試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、温度試験装置及び温度試験方法に関する。

近年、マルチメディアの進展に伴い、セルラ、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信用のアンテナが実装された無線端末（スマートフォン等）が盛んに生産されるようになっている。今後は、特に、ミリ波帯の広帯域な信号を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａｄや５Ｇセルラ等に対応した無線信号を送受信する無線端末が求められる。

無線端末の設計開発会社又はその製造工場においては、無線端末が備えている無線通信アンテナに対して、通信規格ごとに定められた送信電波の出力レベルや受信感度を測定し、所定の基準を満たすか否かを判定する性能試験が行われる。

４Ｇ、あるいは４Ｇアドバンスから５Ｇへの世代移行に伴い、上述した性能試験の試験方法も変わりつつある。例えば、５Ｇ ＮＲ（New Radio）システム用の無線端末を被試験対象（ＤＵＴ（Device Under Test））とする性能試験においては、ＯＴＡ（Over The Air）環境下で試験が行われるようになっている。ＯＴＡ試験では、周囲の電波環境に影響されない電波暗箱の中にＤＵＴと試験用アンテナが収容され、試験用アンテナとＤＵＴとの間での信号の送受信が無線通信によって行われる。具体的には、電波暗箱内において、試験用アンテナからＤＵＴに対する試験信号の送信と、試験信号を受信したＤＵＴからの被測定信号の試験用アンテナでの受信とが、無線通信により行われる（例えば、特許文献１参照）。

また、ＯＴＡ環境下での性能試験では、常温における試験の他に、高温（例えば、５５℃）及び低温（例えば、－１０℃）にＤＵＴ周囲の温度を振った温度試験が必要となる。温度試験では、断熱筐体の中にＤＵＴが配置された状態で、温度制御された空気が断熱筐体に送られ、断熱筐体内の温度が制御される（例えば、特許文献２参照）。

特願２０１９－１６１８５０ ＵＳ２０２０／００２５８２２

特許文献２に記載の試験装置では、断熱筐体の側壁に吸気口と排気口が設けられ、温度制御された空気が吸気口から断熱筐体に導入され、断熱筐体内の空気が排気口から排気されるようになっている。この試験装置は、断熱筐体の内部に設けられた温度センサのケーブルが、断熱筐体の排気口を通って外部の温度制御装置に接続される構造となっている。

しかしながら、特許文献２に記載の試験装置は、断熱筐体の内部の空気の温度を効率的に均一にすることに関して何ら考慮されていなかった。

また、断熱筐体には、複数の断熱性パーツを組み立てて中空の断熱容器を形成する組立式のものがある。組立式の断熱筐体の場合、導入された空気がパーツとパーツの隙間から多少なりとも漏れることがある。空気漏れがある場合、断熱筐体の温度制御の効率が下がる問題があった。

また、断熱筐体の隙間から内部の空気が漏れ出すことに対応するため、排気口に排気ファンを設けることも考えられる。しかし、排気ファンにより排気力が増すと、温度制御された空気の断熱筐体内での滞留時間が減り、断熱筐体の温度制御の効率が下がる問題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、電波暗箱内の断熱筐体の内部の温度を効率的に均一にすることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る温度試験装置は、電波暗箱（５０）と、前記電波暗箱内に収容され、複数の断熱性パーツから組み立てられている断熱筐体（７０）と、前記断熱筐体内の温度を制御する温度制御装置（１２０）と、を備え、前記断熱筐体の壁部には、前記温度制御装置からの温度制御された気体を前記断熱筐体内に導入するための吸気口（１７０）と、前記断熱筐体内の気体を排出するための排気口（１７１）とが設けられ、前記排気口の面積は、前記温度制御装置からの温度制御された気体が、断熱筐体内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にするために、前記吸気口の面積より小さく、前記排気口を通る排気流路には、前記吸気口からの空気の流入に伴って前記断熱筐体の内部から押し出される空気を強制的に前記排気口から外部に排出させる排気ファン（１７２）が設けられ、前記吸気口及び前記排気口は、前記温度制御装置により前記断熱筐体内の温度が制御されているとき、前記断熱筐体内の気圧が、前記断熱筐体の外部の気圧より高くなるよう互いに異なる面積を有し、前記吸気口及び前記排気口は、前記排気口から排出される単位時間当たりの排気量が、前記吸気口から導入される単位時間当たりの吸気量より小さくなるよう互いに異なる面積を有していることを特徴とする。

上記のように、断熱筐体の壁部には、温度制御装置からの温度制御された気体を断熱筐体内に導入するための吸気口と、断熱筐体内の気体を排出するための排気口とが設けられ、排気口の面積は、吸気口の面積より小さい構成となっている。この構成により、供給された温度制御された気体が、断熱筐体内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にすることができる。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、排気口から排気される排気量を、吸気量を超えない限度内で高め、断熱筐体を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体内の気体が漏洩する量を抑制することができる。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、簡易な方法により、断熱筐体を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体の外部の気体が断熱筐体内に流入することを防止するとともに、排気口からの排気効率を高めることができる。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、簡易な方法により、供給された温度制御された空気が、断熱筐体内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にすることができる。

また、本発明に係る温度試験装置において、前記断熱筐体の前記排気口には、前記排気口の大きさを調整する開口調整具（１７３）が設けられた構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、適切な開口調整具を選択することにより、排気量を容易に調整することができる。

また、本発明に係る温度試験装置は、前記電波暗箱内に設けられ、前記被試験対象との間で無線信号を送信又は受信する試験用アンテナ（６）と、前記電波暗箱内に設けられ、前記被試験対象の姿勢を制御する姿勢可変機構（６０）と、前記温度制御装置により前記断熱筐体内の温度が制御された状態で前記姿勢可変機構により前記被試験対象の姿勢が変更されるごとに、前記試験用アンテナを使用して前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置（２）と、をさらに備える構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性及び姿勢依存性を測定することができる。

また、本発明に係る温度試験方法は、上記いずれかに記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、前記断熱筐体内の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップ（Ｓ２）と、前記断熱筐体内に配置された前記被試験対象の姿勢を順次変化させる姿勢可変ステップ（Ｓ４）と、前記温度制御ステップにより前記断熱筐体内の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップ（Ｓ７）と、を含むことを特徴とする。

上述のように、本発明に係る温度試験方法に用いられる温度試験装置において、断熱筐体の壁部には、温度制御装置からの温度制御された気体を断熱筐体内に導入するための吸気口と、断熱筐体内の気体を排出するための排気口とが設けられ、排気口の面積は、吸気口の面積より小さい構成となっている。この構成により、温度制御ステップにおいて、供給された温度制御された気体が、断熱筐体内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にすることができる。

本発明によれば、電波暗箱内の断熱筐体の内部の温度を効率的に均一にすることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る温度試験装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る温度試験装置の正面図であり、（ｂ）は温度試験装置の背面図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における統合制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置におけるＮＲシステムシミュレータの機能構成を示すブロック図である。 （ａ）はアンテナＡＴと無線端末間の電波伝搬における近傍界及び遠方界を説明するための模式図であり、（ｂ）は反射鏡を用いた場合の電波伝搬の様子を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置に用いられる反射型の試験用アンテナの構造を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における断熱筐体内の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における温度制御装置による断熱筐体の内部の温度制御を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る断熱筐体の斜視図である。 断熱筐体に設けられた吸気口と排気口を示す拡大図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る開口調整具の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 開口調整具を排気口に装着した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置を用いて行う温度試験方法の概略を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る温度試験装置及び温度試験方法について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る温度試験装置１は、ＯＴＡ環境下でアンテナ１１０を有するＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定するものである。このために、温度試験装置１は、図１に示すように、ＯＴＡチャンバ５０と、試験用アンテナ６と、姿勢可変機構６０と、断熱筐体７０と、温度制御装置１２０と、測定装置２と、赤外線カメラ装置１４０とを備えている。なお、本実施形態のＯＴＡチャンバ５０は、本発明の電波暗箱に対応する。以下、各構成要素について説明する。

［ＯＴＡチャンバ］
ＯＴＡチャンバ５０は、例えば５Ｇ用の無線端末の性能試験に際してのＯＴＡ試験環境を実現するものである。ＯＴＡチャンバ５０は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５４を有している。具体的には、図１に示すように、ＯＴＡチャンバ５０は、例えば直方体形状の金属製のチャンバ本体部５１により構成され、チャンバ本体部５１の内部に直方体形状の内部空間５４を有している。ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４には、ＤＵＴ１００と試験用アンテナ６とが、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を防ぐ状態にて収容されている。試験用アンテナ６は、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で無線信号を送受信する。

ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４には、さらに、試験用アンテナ６から放射された無線信号をＤＵＴ１００のアンテナ１１０に向けて反射するリフレクタ７と、クワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７７を取り囲む断熱材からなる断熱筐体７０と、が収容されている。ＯＴＡチャンバ５０の内面全域、すなわち、内部空間５４に面するチャンバ本体部５１の底面５１ａ、側面５１ｂ、及び上面５１ｃの全面には、電波吸収体５５が貼り付けられ、内部空間５４の無響特性を確保すると共に、外部への電波の放射規制機能が強化されている。このように、ＯＴＡチャンバ５０は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５４を有する電波暗箱を実現している。本実施形態で用いる電波暗箱としてのＯＴＡチャンバ５０は、例えば、Ａｎｅｃｈｏｉｃ型のものである。

ここで、クワイエットゾーンとは、ＯＴＡ試験環境を実現するＯＴＡチャンバ５０において、ＤＵＴ１００が試験用アンテナ６からほぼ均一な振幅と位相で電波が照射される空間領域の範囲を表す概念である。クワイエットゾーンの形状は、通常、球形である。このようなクワイエットゾーンにＤＵＴ１００を配置することにより、周りからの散乱波の影響を抑えた状態でＯＴＡ試験を行うことが可能になる。

温度試験装置１は、例えば、図１に示すような複数のラック９０ａを有するラック構造体９０と共に用いられ、各ラック９０ａに各構成要素を載置した態様で運用される。図１は、ラック構造体９０の各ラック９０ａに、それぞれ、統合制御装置１０、ＮＲシステムシミュレータ２０、無線通信アナライザ３０、及びＯＴＡチャンバ５０を載置した例を示す。温度制御装置１２０は、ラック９０ａに収容せず、ラック構造体９０とは別に設けている。

次に、温度試験装置１の外観について説明する。

図２（ａ）は、本実施形態に係る温度試験装置１の正面図であり、図２（ｂ）は背面図である。図２（ａ）に示すように、チャンバ本体部５１の正面には、扉５２ａが設けられている。扉５２ａは矩形の平面形状を有し、ヒンジ５２ｂを介して開閉可能にチャンバ本体部５１に取り付けられている。ユーザは、ハンドル５２ｃを操作し扉５２ａを開放して、ＯＴＡチャンバ５０内に断熱筐体７０などをセットアップするなどＯＴＡチャンバ５０内の各種作業ができるようになっている。扉５２ａは、少なくとも断熱筐体７０などＯＴＡチャンバ５０内に配置するものをＯＴＡチャンバ５０内に入れることができる大きさを有している。

チャンバ本体部５１は、正面に、上述した扉５２ａに加えてアクセスパネル５２ｄを有している。アクセスパネル５２ｄは、チャンバ本体部５１の内部空間５４内に配置される内部機器とチャンバ本体部５１の外部に配置される外部機器とを電気的に接続する機能を有するものである。アクセスパネル５２ｄに接続される内部機器としては、例えば、後述する試験用アンテナ６、姿勢可変機構６０の駆動部６１、赤外線カメラ装置１４０、ＤＵＴ１００が挙げられる。アクセスパネル５２ｄに接続される外部機器としては、例えば、統合制御装置１０、ＮＲシステムシミュレータ２０、信号処理部４０、無線通信アナライザ３０が挙げられる。

図２（ｂ）に示すように、チャンバ本体部５１は、チャンバ背面に、配管継手１８１と排気ファン１７２とが設けられている。配管継手１８１は、断熱筐体７０に温度制御された気体（空気）を導入する吸気路において、ＯＴＡチャンバ５０の内側の吸気路と外側の吸気路を接続するものである。排気ファン１７２は、断熱筐体７０の内部の空気を排気するためのものである。

［ＤＵＴ］
被試験対象とされるＤＵＴ１００は、例えばスマートフォン等の無線端末である。ＤＵＴ１００の通信規格としては、セルラ（ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、１ｘＥＶ－ＤＯ、ＴＤ－ＳＣＤＭＡ等）、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ａ／ｎ／ａｃ／ａｄ等）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＮＳＳ（ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ等）、ＦＭ、及びデジタル放送（ＤＶＢ－Ｈ、ＩＳＤＢ－Ｔ等）が挙げられる。また、ＤＵＴ１００は、５Ｇセルラ等に対応したミリ波帯の無線信号を送受信する無線端末であってもよい。

本実施形態では、一例として、ＤＵＴ１００が５Ｇ ＮＲの無線端末であるとして説明する。５Ｇ ＮＲの無線端末については、ミリ波帯の他、ＬＴＥ等で使用する他の周波数帯も含む既定の周波数帯を通信可能周波数範囲とすることが５Ｇ ＮＲ規格によって規定されている。要するに、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０は、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の被測定対象である既定の周波数帯（５Ｇ ＮＲバンド）の無線信号を送信又は受信するものである。アンテナ１１０は、例えばＭａｓｓｉｖｅ－ＭＩＭＯアンテナ等のアレーアンテナであり、本発明における被試験アンテナに相当する。

本実施形態において、ＤＵＴ１００は、ＯＴＡチャンバ５０内での送受信に関する測定中、試験用アンテナ６を介して試験信号を受信し、被測定信号を送信できるようになっている。

［姿勢可変機構］
姿勢可変機構６０は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４におけるクワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を順次変化させるようになっている。図１に示すように、姿勢可変機構６０は、ＯＴＡチャンバ５０のチャンバ本体部５１の内部空間５４側の底面５１ａに設けられている。姿勢可変機構６０は、例えば、２軸の各軸周りに回転する回転機構を備える２軸ポジショナである。姿勢可変機構６０は、試験用アンテナ６を固定した状態で、ＤＵＴ１００を２軸周りの回転自由度をもって回転させるようなＯＴＡ試験系（Combined-axes system）を構成する。具体的には、姿勢可変機構６０は、駆動部６１と、ターンテーブル６２と、支柱６３と、被試験対象載置部としてのＤＵＴ載置部６４と、を有する。

駆動部６１は、回転駆動力を発生させるステッピングモータ等の駆動用モータからなり、例えば、底面５１ａに設置される。ターンテーブル６２は、駆動部６１の回転駆動力により、互いに直交する２軸のうち第１の軸の周りに所定角度回転するようになっている。支柱６３は、ターンテーブル６２に連結され、ターンテーブル６２から第１の軸の方向に延びて、駆動部６１の回転駆動力によりターンテーブル６２と共に回転するようになっている。ＤＵＴ載置部６４は、支柱６３の側面から２軸のうちの第２の軸の方向に延びて、駆動部６１の回転駆動力により第２の軸の周りに所定角度回転するようになっている。ＤＵＴ１００は、ＤＵＴ載置部６４に載置される。

なお、第１の軸は、例えば、底面５１ａに対して鉛直方向に延びる軸（図中のＹ軸）である。また、第２の軸は、例えば、支柱６３の側面から水平方向に延びる軸である。このように構成された姿勢可変機構６０は、ＤＵＴ載置部６４に保持されているＤＵＴ１００を、例えば、ＤＵＴ１００の中心を回転中心として、試験用アンテナ６およびリフレクタ７に対して３次元のあらゆる方向にアンテナ１１０が向く状態に順次姿勢を変化させ得るように回転させることができる。

（近傍界と遠方界）
ここで、近傍界と遠方界について説明する。

図６は、無線端末１００Ａに向けてアンテナＡＴから放射された電波の伝わり方を示す模式図である。アンテナＡＴは、後で説明する一次放射器としての試験用アンテナ６と同等のものである。無線端末１００Ａは、ＤＵＴ１００と同等のものである。図６において、（ａ）は、電波がアンテナＡＴから無線端末１００Ａへ直接伝わるＤＦＦ（Direct Far Field）方式を示し、（ｂ）は、電波がアンテナＡＴから回転放物面を有する反射鏡７Ａを介して無線端末１００Ａへ伝わるＩＦＦ（Indirect Far Field）方式を示している。

図６（ａ）に示すように、アンテナＡＴを放射源とする電波は、同位相の点を結んだ面（波面）が放射源を中心にして球状に拡がりながら伝搬する性質がある。このとき、破線で示すような、散乱、屈折、反射などの外乱により生じる干渉波も発生する。また、放射源から近い距離では、波面は湾曲した球面（球面波）であるが、放射源から遠くなると波面は平面（平面波）に近くなる。一般に、波面を球面と考える必要のある領域が近傍界（Near Field）と呼ばれ、波面を平面とみなしてよい領域が遠方界（Far Field）と呼ばれている。図６（ａ）に示す電波の伝搬において、無線端末１００Ａは、正確な測定を行ううえで、球面波を受信するよりも、平面波を受信する方が好ましい。

平面波を受信するためには、無線端末１００Ａが遠方界に設置される必要がある。ＤＵＴ１００内でのアンテナ１１０の位置及びアンテナサイズが分かっていないとき、遠方界は、アンテナＡＴから２Ｄ^２／λ以遠の領域となる。ここで、Ｄは、無線端末１００Ａの最大直線サイズ、λは電波の波長である。

図６（ｂ）は、アンテナＡＴの電波を反射させて、無線端末１００Ａの位置にその反射波を到達させるように、回転放物面を有する反射鏡７Ａを配置する方法を示す（ＣＡＴＲ（Compact Antenna Test Range）方式）。この方法によれば、アンテナＡＴと無線端末１００Ａ間の距離を短縮でき、反射鏡７Ａの鏡面での反射後直ぐの距離から平面波の領域が拡がるため、伝搬ロスの低減効果も見込むことができる。平面波の度合は、同位相の波の位相差で表すことができる。平面波の度合として許容し得る位相差は、例えば、λ／１６である。位相差は、例えば、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（ＶＮＡ）で評価することができる。

［試験用アンテナ］
次に、試験用アンテナ６について説明する。

試験用アンテナ６は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４に収容されており、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号を、アンテナ１１０との間でリフレクタ７を介して送信又は受信するようになっている。試験用アンテナ６は、水平偏波アンテナ６Ｈと垂直偏波アンテナ６Ｖを備えている（図３参照）。試験用アンテナ６としては、例えば、ホーンアンテナ等の指向性を持ったミリ波用のアンテナを用いることができる。リフレクタ７は、後述するオフセットパラボラ（図７参照）型の構造を有するものである。リフレクタ７は、図１に示すように、ＯＴＡチャンバ５０の側面５１ｂの所要位置にリフレクタ保持具５８を用いて取り付けられている。

リフレクタ７は、その回転放物面から定まる焦点位置Ｆに配置されている一次放射器としての試験用アンテナ６から放射された試験信号の電波を回転放物面で受け、姿勢可変機構６０に保持されているＤＵＴ１００に向けて反射させる（送信時）。また、リフレクタ７は、上記試験信号を受信したＤＵＴ１００がアンテナ１１０から放射する被測定信号の電波を回転放物面で受け、該試験信号を放射した試験用アンテナ６に向けて反射させる（受信時）。すなわち、リフレクタ７は、試験用アンテナ６とアンテナ１１０との間で送受信される無線信号の電波を、回転放物面を介して反射するようになっている。

図７は、リフレクタ７の構造を示す模式図である。リフレクタ７は、オフセットパラボラ型であり、回転放物面の軸に対して非対称な鏡面（真円型のパラボラの回転放物面の一部を切り出した形状）を有している。一次放射器としての試験用アンテナ６は、そのビーム軸ＢＳが回転放物面の軸ＲＳに対して、例えば、角度α（例えば３０°）傾いたオフセット状態にて、オフセットパラボラ型のリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置されている。別言すれば、試験用アンテナ６は、仰角αでリフレクタ７に対向するように配置され、試験用アンテナ６の受信面が無線信号のビーム軸ＢＳに対して直角となる角度で保持される。

この構成により、試験用アンテナ６から放射された電波（例えば、ＤＵＴ１００に対する試験信号）を回転放物面で該回転放物面の軸方向と平行な方向に反射させるとともに、回転放物面の軸方向と平行な方向に回転放物面に対して入射する電波（例えば、ＤＵＴ１００から送信された被測定信号）を該回転放物面で反射させ、試験用アンテナ６へと導くことができる。オフセットパラボラは、パラボラ型に比べて、リフレクタ７自体が小さくて済むうえに、鏡面が垂直に近づくような配置が可能であるので、ＯＴＡチャンバ５０の構造を小型化し得る。

次に、リンクアンテナについて説明する。

ＯＴＡチャンバ５０において、チャンバ本体部５１の所要位置には、ＤＵＴ１００との間でリンク（呼）を確立又は維持するための２種類のリンクアンテナ５、８が、それぞれ保持具５７、５９により取り付けられている。リンクアンテナ５は、ＬＴＥ用のリンクアンテナであり、ノンスタンドアローンモード（Non-Standalone mode）で使用される。一方、リンクアンテナ８は、５Ｇ用のリンクアンテナであり、５Ｇの呼を維持するために使用される。リンクアンテナ５、８は、姿勢可変機構６０に保持されたＤＵＴ１００に対して指向性を有するようにそれぞれ保持具５７、５９によって保持されている。なお、上記のリンクアンテナ５、８を使用する代わりに、試験用アンテナ６をリンクアンテナとして兼用することも可能であるため、以下においては、試験用アンテナ６がリンクアンテナの機能を兼ねるものとして説明する。

［断熱筐体］
次に、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４に収容される断熱筐体７０について説明する。

断熱筐体７０は、ＤＵＴ１００の周囲温度を複数の設定温度に順次変化させて温度試験を行う際に、各設定温度にてＤＵＴ１００の周囲温度を一定に保持するようになっている。図１及び図８に示すように、断熱筐体７０は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４に収容されており、少なくともクワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７７を密閉状態に取り囲む断熱材から構成されている。この空間領域７７には、ＤＵＴ１００と、ＤＵＴ載置部６４と、支柱６３の一部とが収容されている。

図８に示すように、試験用アンテナ６から送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の領域において、クワイエットゾーンＱＺに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直であるとともに、均一な厚みを有する平板状部分（前方側板７５）が形成されている。この平板状部分（前方側板７５）は、試験用アンテナ６から送信されて断熱筐体７０に入射する平面波とみなせる試験信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の部分に設けられている。

断熱筐体７０を構成する断熱材は、空気に近い誘電率を有し、誘電損失が小さい材料であることが望ましく、例えば、発泡スチロール（ＥＰＳ）、ポリメタクリルイミド硬質発泡体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの発泡体を用いることができる。

さらに、断熱筐体７０がＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４に設置された状態で、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構６０を回転可能にするため、断熱筐体７０は、図１及び図８に示すように構成される。すなわち、断熱筐体７０は、支柱６３の一部が貫通する貫通孔７２ａを有し、ターンテーブル６２及び支柱６３と共に回転する円盤状の回転部７２ｂと、回転部７２ｂの外径にほぼ等しい内径を有し、回転部７２ｂを摺動回転自在に収容する孔部７２ｃと、を含む。例えば、断熱材でできた断熱筐体の一部を円盤状に切り抜くことで、回転部７２ｂと、回転部７２ｂの外径にほぼ等しい内径を有する孔部７２ｃとを容易に形成することができる。

本実施形態の温度試験装置１においては、断熱筐体７０の内部の空間領域７７の空気をできるだけ外部に漏らさないようにしながら、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構６０を回すことが重要である。このとき、姿勢可変機構６０と共に回転する回転部７２ｂと孔部７２ｃとの摩擦によって、断熱材でできた断熱筐体７０の耐久性が悪くなるという問題が生じる。この問題を解決するため、回転部７２ｂの孔部７２ｃに対向する側壁面と、孔部７２ｃの回転部７２ｂに対向する内壁面とのそれぞれに、側壁面と内壁面との間の摩擦を低減するための摩擦低減部材を設けることが望ましい。

このような摩擦低減部材は、摩擦係数が小さく自己潤滑性の高い材料であることが望ましく、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ＰＴＦＥ、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）などからなるフィルム又はシートを用いることができる。

次に、断熱筐体７０の構造を説明する。

図１０は、本実施形態に係る温度試験装置１の断熱筐体７０の組立図である。図１０に示すように、断熱筐体７０は、断熱材からなる複数の板パーツ、具体的には、天板７１、地板７２、正面板７３、背面板７４、前方側板７５、後方側板７６から分解自在に組み立てられるようになっている。

図１及び図１０に示すように、天板７１は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５４の上側（天井側）に配置され、地板７２は、天板７１に対向する下側の位置に配置されている。正面板７３は、ＯＴＡチャンバ５０の扉５２ａ側に配置され、開閉自在となっており、背面板７４は、正面板７３に対向する位置に配置されている。前方側板７５は、無線信号の伝搬経路と交差する位置に配置されており、後方側板７６は、前方側板７５に対向する位置に配置されている。

具体的には、前方側板７５は、試験用アンテナ６とＤＵＴ１００との間で送受信される無線信号の伝搬経路に開閉自在に配置されている。この構成により、温度試験時には、無線信号の伝搬経路に配置される前方側板７５を閉鎖して空間領域７７を一定温度に保持する断熱筐体７０を形成する。一方、温度試験以外の試験時には、前方側板７５を開放し、無線信号が前方側板７５を通過することなくＤＵＴ１００に直接到達するようにできる。これにより、温度を変えてＤＵＴ１００の送受信特性の温度依存性を測定する温度試験に対応できるとともに、常温におけるＤＵＴ１００の送受信特性を測定する試験を断熱筐体に起因する外乱（クワイエットゾーン性能の劣化）を避けた環境で実施することにも容易に対応することができる。

また、正面板７３は、ＯＴＡチャンバ５０の扉５２ａ側に開閉自在に配置されている。この構成により、ユーザは、ＯＴＡチャンバ５０の扉５２ａを開けて正面板７３を開放することにより、断熱筐体７０内にＤＵＴ１００を配置するなどの作業を容易に行うことができる。

［覗き窓］
次に、覗き窓１６０について説明する。

図１０に示すように、覗き窓１６０は、断熱筐体７０の天板７１に設けられており、断熱筐体７０内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢や状態を監視するためのものである。

覗き窓１６０は、断熱筐体７０の壁部である天板７１を貫通して形成された矩形の開口１６１を覆う透明なガラス製の窓板１６２を備えている。窓板１６２は、１つの窓板から構成されていてもよく、あるいは複数の窓板が積層された構成であってもよい。複数の窓板が積層されている場合には、隣接する窓板の間隔をあけ、２つの窓板の間に空気層を形成するようにしてもよい。

本実施形態では、覗き窓１６０は断熱筐体７０の天板７１に設けられているが、これに限定されず、断熱筐体７０の例えば背面板７４や後方側板７６など断熱筐体７０を構成する他の板パーツに設けるようにしてもよい。また、本実施形態では、窓板１６２は長方形であるが、これに限定されず、正方形、円形、楕円形等の他の任意の形状であってもよい。

［カメラ装置］
次に、赤外線カメラ装置１４０について説明する。

図１０に示すように、赤外線カメラ装置１４０は、断熱筐体７０の天板７１の外面に取り付けられ、断熱筐体７０内に配置されたＤＵＴ１００を、覗き窓１６０を通して撮影するようになっている。赤外線カメラ装置１４０により撮影されたＤＵＴ１００の画像は、表示部１３に表示されるようになっている。

［温度制御装置］
次に温度制御装置１２０について説明する。

図９は、温度制御装置１２０による断熱筐体７０の内部の気体（例えば空気）の温度制御を説明するための模式図である。以下、気体は空気であるとして説明するが他の気体であってもよい。温度制御装置１２０は、断熱筐体７０内の空間領域７７の空気の温度を所望の所定温度に制御できるようになっている。このために、温度制御装置１２０は、温度制御（加熱又は冷却）された空気を生成し、断熱筐体７０に供給するようになっている。

断熱筐体７０の背面板７４には、背面板７４を貫通する吸気口１７０及び排気口１７１が設けられている。温度制御装置１２０と断熱筐体７０の吸気口１７０とは、温度制御された空気の流路を形成するホース、パイプ、ダクトなどの吸気路１３０により接続されている。これにより、温度制御装置１２０により温度制御された空気が、吸気路１３０を通って吸気口１７０から断熱筐体７０の内部に供給されるようになっている。

ホース、パイプ、ダクトなどの排気路１３１は、ＯＴＡチャンバ５０のチャンバ背面５１１にて排気ファン１７２に連結されている。これにより、吸気口１７０からの空気の流入に伴って断熱筐体７０の内部から押し出される空気を、強制的に排気口１７１から排気ファン１７２を介してＯＴＡチャンバ５０の外部に排出させるようになっている。

断熱筐体７０の内部には、空間領域７７の空気の温度を監視するための温度センサ１２４が設けられている。温度センサ１２４は、温度制御装置１２０に接続されている。

温度制御装置１２０は、例えば、ユーザによる操作部１２（図４参照）の操作により入力された温度設定値に温度センサ１２４の温度指示値が一致するように、上記の加熱又は冷却された空気を生成する。このようにして、温度制御装置１２０は、例えば－４０℃～８０℃の範囲の任意の温度の空気を断熱筐体７０に送り込むことにより、断熱筐体７０内の温度を例えば－１０℃～５５℃の範囲で制御するようになっている。

［吸気口及び排気口］
次に、断熱筐体７０の吸気口１７０と排気口１７１について説明する。

図１０は、断熱筐体７０の斜視図であり、図１１は、吸気口１７０と排気口１７１の拡大図である。図１０に示すように、断熱筐体７０の背面板７４には、背面板７４を貫通する吸気口１７０と排気口１７１が形成されている。温度制御装置１２０により温度制御された空気は、図９に示すように、吸気路１３０を通って吸気口１７０から断熱筐体７０の内部に送られる。一方、断熱筐体７０内の空気は、排気口１７１から排気路１３１を通って排気ファン１７２によりＯＴＡチャンバ５０の外部に排出される。断熱筐体７０内の空気は、排気口１７１から温度制御装置１２０まで送られて温度制御装置１２０から外部に排出されるようにしてもよい。

図１１に示すように、吸気口１７０と排気口１７１は円形の開口であり、排気口１７１の開口部の直径Ｄ２は、吸気口１７０の開口部の直径Ｄ１より小さくなっている。排気口１７１の吸気口１７０に対する直径比（Ｄ２／Ｄ１）は、例えば約５／８であるが、直径比は諸条件を考慮して任意に設定できる。

排気口１７１の開口部の面積Ｓ２は、吸気口１７０の開口部の面積Ｓ１より小さくなっている。すなわち、Ｓ２＜Ｓ１である。排気口１７１の吸気口１７０に対する面積比（Ｓ２／Ｓ１）は、断熱筐体７０の内部の空間の体積や吸気量などにも依存するが、例えば約２／５である。この面積比も直径比と同様に諸条件を考慮して任意に設定できる。この面積比（Ｓ２／Ｓ１）は、好ましくは１／１０～９／１０の範囲にあり、より好ましくは３／１０～７／１０の範囲にあり、さらにより好ましくは４／１０～６／１０の範囲にある。

このような構成により、断熱筐体７０内への空気の導入に比較して、断熱筐体７０内の空気が物理的に排出され難くなっている。これにより、供給された温度制御された空気が、断熱筐体７０内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体７０内の温度を効率的に均一にすることができる。なお、吸気口１７０と排気口１７１の形状は円形に限定されず、楕円、矩形など任意の形状を採用することができ、吸気口１７０と排気口１７１とで形状が異なっていてもよい。

図９に示すように、排気口１７１に接続される排気路１３１の端部には、排気ファン１７２が設けられている。具体的には、排気ファン１７２は、ＯＴＡチャンバ５０のチャンバ背面５１１に取り付けられている。排気ファン１７２を設けることにより、排気口１７１から排気される排気量を、吸気量を超えない限度内で高めとともに、組立式の断熱筐体７０を構成する板パーツ間の隙間から断熱筐体７０内の空気が漏洩する量を抑制することができる。

吸気口１７０及び排気口１７１は、温度制御装置１２０により断熱筐体７０内の温度が制御されているとき、断熱筐体７０内の気圧Ｐ１が、断熱筐体７０の外部の気圧Ｐ２より高くなるよう互いに異なる面積Ｓ１、Ｓ２を有している。すなわち、Ｐ１＞Ｐ２となるように、吸気口１７０の面積Ｓ１と排気口１７１の面積Ｓ２が設定される。この構成により、簡易な方法により、断熱筐体７０を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体７０の外部の空気が断熱筐体７０内に流入することを防止するとともに、排気口１７１からの排気効率を高めることができる。

また、組立式の断熱筐体７０を構成するパーツ間の隙間からの空気の漏洩を考慮し、吸気口１７０及び排気口１７１は、排気口１７１から排出される単位時間当たりの排気量が、吸気口１７０から導入される単位時間当たりの吸気量より小さくなるよう互いに異なる面積Ｓ１、Ｓ２を有している。この構成により、簡易な方法により、供給された温度制御された空気が、断熱筐体７０内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にすることができる。また、このように排気量を設定することにより、断熱筐体７０内の気圧Ｐ１が断熱筐体７０の外部の気圧Ｐ２より高くなり、組立式の断熱筐体７０を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体７０の外部の空気が断熱筐体７０内に流入することを防止することもできる。

断熱筐体７０の排気口１７１には、排気口１７１の開口の大きさを調整する開口調整具１７３を設けるようにしてもよい。図１２（ａ）は、開口調整具１７３の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図１２に示すように、開口調整具１７３は、中央に円形の貫通孔１７３ｂが形成された円形環状の断熱材から構成されている。本実施形態では、開口調整具１７３の材質は、断熱筐体７０の材質と同じであるが、材質を異ならせてもよい。

具体的には、開口調整具１７３は、外径Ｄ４、内径Ｄ３の円形環状であり、貫通孔１７３ｂの面積はＳ３である。開口調整具１７３の厚みｔは、断熱筐体７０の背面板７４の板厚と同じであるが、背面板７４の板厚より厚くしてもよいし、あるいは薄くしてもよい。開口調整具１７３の外周面１７３ａは、厚み方向にテーパ状に形成されている。

図１２は、開口調整具１７３を排気口１７１に着脱自在に嵌めこんだ状態を示す図である。本実施形態では、排気口１７１の内周面１７１ａは、開口調整具１７３の外周面１７３ａのテーパ形状と同様に、厚み方向外側に先細りのテーパ状に形成されている。これにより、断熱筐体７０の内部側から開口調整具１７３を排気口１７１に嵌め込んだとき、開口調整具１７３が断熱筐体７０の外部に脱落しないようになっている。

排気口１７１の内周面１７１ａが厚み方向外側に先細りのテーパ状に形成されている場合、排気口１７１の直径Ｄ２は、厚み方向外側における直径（最も狭いところの直径）とし、排気口１７１の面積Ｓ２は、その直径から定まる円の面積とする。

上記テーパ形状の代わりに任意の脱落防止手段を採用できる。例えば、断熱筐体７０の排気口１７１の内周面１７１ａにおいて断熱筐体７０の外面側近傍に突状のストッパを設けるようにしてもよく、あるいは開口調整具１７３の外周面１７３ａにおいて断熱筐体７０の内面側近傍に凸状のストッパを設けるようにしてもよい。

貫通孔１７３ｂの径が異なる複数の開口調整具を用意しておくとよい。これにより、適切な開口調整具を選択することにより、排気口１７１からの排気量を容易に調整することができる。

排気口１７１に嵌める開口調整具１７３について説明したが、吸気口１７０についても、同様又は類似の構成の開口調整具を複数用意して、その中から選択した開口調整具を吸気口１７０に装着することにより、吸気口１７０からの吸気量を調整するようにしてもよい。

［統合制御装置］
統合制御装置１０は、温度制御装置１２０により空間領域７７の温度が制御された状態で、姿勢可変機構６０によりＤＵＴ１００の姿勢が変化されるごとに、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行う制御を実行する。具体的には、統合制御装置１０は、以下に説明するように、ＮＲシステムシミュレータ２０、姿勢可変機構６０、及び温度制御装置１２０を統括的に制御するものである。このために、統合制御装置１０は、例えばイーサネット（登録商標）等のネットワーク１９を介して、ＮＲシステムシミュレータ２０、姿勢可変機構６０、及び温度制御装置１２０と相互に通信可能に接続されている。

図４は、統合制御装置１０の機能構成を示すブロック図である。図４に示すように、統合制御装置１０は、制御部１１、操作部１２、及び表示部１３を有している。制御部１１は、例えば、コンピュータ装置によって構成される。このコンピュータ装置は、例えば、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１ｃと、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１ｄと、図示しないハードディスク装置等の不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。

ＣＰＵ１１ａは、温度試験装置１の諸機能（例えば姿勢可変機構６０の機能）を実現するための所定の情報処理や、温度制御装置１２０やＮＲシステムシミュレータ２０を対象とする統括的な制御を行うようになっている。ＲＯＭ１１ｂは、ＣＰＵ１１ａを立ち上げるためのＯＳ（Operating System）やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するようになっている。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するようになっている。外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、所定の信号が入力される入力インタフェース機能と所定の信号を出力する出力インタフェース機能を有している。

外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、ネットワーク１９を介して、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して通信可能に接続されている。また、外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、温度制御装置１２０、及び姿勢可変機構６０ともネットワーク１９を介して接続されている。入出力ポートには、操作部１２及び表示部１３が接続されている。操作部１２は、コマンドなど各種情報を入力するための機能部であり、表示部１３は、上記各種情報の入力画面や測定結果等、各種情報を表示する機能部である。

上述したコンピュータ装置は、ＣＰＵ１１ａがＲＡＭ１１ｃを作業領域としてＲＯＭ１１ｂに格納されたプログラムを実行することにより制御部１１として機能する。制御部１１は、図４に示すように、呼接続制御部１４ａ、信号送受信制御部１４ｂ、ＤＵＴ姿勢制御部１４ｃ、温度制御部１４ｄ、カメラ制御部１４ｅ、姿勢判定部１４ｆを有している。呼接続制御部１４ａ、信号送受信制御部１４ｂ、ＤＵＴ姿勢制御部１４ｃ、温度制御部１４ｄ、カメラ制御部１４ｅ、姿勢判定部１４ｆも、ＣＰＵ１１ａがＲＡＭ１１ｃの作業領域でＲＯＭ１１ｂに格納された所定のプログラムを実行することにより実現されるものである。

呼接続制御部１４ａは、試験用アンテナ６を駆動してＤＵＴ１００との間で制御信号（無線信号）を送受信させることにより、ＮＲシステムシミュレータ２０とＤＵＴ１００との間に呼（無線信号を送受信可能な状態）を確立する制御を行う。

信号送受信制御部１４ｂは、操作部１２におけるユーザ操作を監視し、ユーザによりＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定に係る所定の測定開始操作が行われたことを契機に、温度制御部１４ｄでの温度制御と、呼接続制御部１４ａでの呼接続制御を経て、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して信号送信指令を送信する。具体的には、信号送受信制御部１４ｂは、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して、試験用アンテナ６を介して試験信号を送信させる制御を行うとともに、ＮＲシステムシミュレータ２０に信号受信指令を送信し、試験用アンテナ６を介して被測定信号を受信させる制御を行う。

ＤＵＴ姿勢制御部１４ｃは、姿勢可変機構６０に保持されているＤＵＴ１００の測定時の姿勢を制御するものである。この制御を実現するために、例えば、ＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａが記憶されている。ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａは、例えば、駆動部６１としてステッピングモータを採用している場合には、該ステッピングモータの回転駆動を決定する駆動パルス数（運転パルス数）を制御データとして格納している。

ＤＵＴ姿勢制御部１４ｃは、ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａをＲＡＭ１１ｃの作業領域に展開し、該ＤＵＴ姿勢制御テーブル１７ａに基づき、上述したように、アンテナ１１０が３次元のあらゆる方向に順次向くようにＤＵＴ１００が姿勢変化するよう姿勢可変機構６０の駆動を制御する。

温度制御部１４ｄは、操作部１２におけるユーザ操作を監視し、ユーザにより測定開始操作が行われたことを契機に、温度制御装置１２０に温度制御指令を送信する。

カメラ制御部１４ｅは、赤外線カメラ装置１４０を起動させ、赤外線カメラ装置１４０により撮影されたＤＵＴ１００の画像のデータを、ケーブル１８（例えばＵＳＢケーブル）及びＵＳＢポート１１ｄ１を介して制御部１１に送信させるよう制御する。

姿勢判定部１４ｆは、赤外線カメラ装置１４０により撮影された画像を基に、ＤＵＴ１００の姿勢の適否を判定するようになっている。

［ＮＲシステムシミュレータ］
次に、ＮＲシステムシミュレータ２０について説明する。

図５に示すように、ＮＲシステムシミュレータ２０は、信号測定部２１、制御部２２、操作部２３、及び表示部２４を有している。信号測定部２１は、信号発生機能部と信号解析機能部とを有している。信号測定部２１の信号発生機能部は、信号発生部２１ａと、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２１ｂと、変調部２１ｃと、ＲＦ部２１ｄの送信部２１ｅとから構成されている。信号測定部２１の信号解析機能部は、ＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆと、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）２１ｇと、解析処理部２１ｈとから構成されている。

信号測定部２１の信号発生機能部において、信号発生部２１ａは、基準波形を有する波形データ、具体的には、例えば、Ｉ成分ベースバンド信号と、その直交成分信号であるＱ成分ベースバンド信号を生成する。ＤＡＣ２１ｂは、信号発生部２１ａから出力された基準波形を有する波形データ（Ｉ成分ベースバンド信号及びＱ成分ベースバンド信号）をデジタル信号からアナログ信号に変換して変調部２１ｃに出力する。

変調部２１ｃは、Ｉ成分ベースバンド信号及びＱ成分ベースバンド信号のそれぞれに対してローカル信号をミキシングし、さらに両者を合成してデジタル変調信号を出力する変調処理を行う。ＲＦ部２１ｄは、変調部２１ｃから出力されたデジタル変調信号から各通信規格の周波数に対応した試験信号を生成し、生成した試験信号を送信部２１ｅにより送信信号処理部４０ａ、試験用アンテナ６、及びリフレクタ７を経由してＤＵＴ１００に向けて出力する。

また、信号測定部２１の信号解析機能部において、ＲＦ部２１ｄは、上記の試験信号をアンテナ１１０により受信したＤＵＴ１００から送信された被測定信号を、受信信号処理部４０ｂを経由して受信部２１ｆで受信したうえで、該被測定信号をローカル信号とミキシングすることで中間周波数帯の信号（ＩＦ信号）に変換する。ＡＤＣ２１ｇは、ＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆでＩＦ信号に変換された被測定信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して解析処理部２１ｈに出力する。

解析処理部２１ｈは、ＡＤＣ２１ｇが出力するデジタル信号である被測定信号を、デジタル処理によって、Ｉ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号とにそれぞれ対応する波形データを生成したうえで、該波形データに基づいてＩ成分ベースバンド信号及びＱ成分ベースバンド信号を解析する処理を行う。解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する送信特性の測定において、例えば、等価等方放射電力（Equivalent Isotropically Radiated Power：ＥＩＲＰ）、全放射電力（Total Radiated Power：ＴＲＰ）、スプリアス放射、変調精度（ＥＶＭ）、送信パワー、コンスタレーション、スペクトラム等を測定可能である。また、解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する受信特性の測定において、例えば、受信感度、ビット誤り率（ＢＥＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）等を測定可能である。ここで、ＥＩＲＰは、被試験アンテナの主ビーム方向の無線信号強度である。また、ＴＲＰは、被試験アンテナから空間に放射される電力の合計値である。

制御部２２は、上述した統合制御装置１０の制御部１１と同様、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、各種入出力インタフェースを含むコンピュータ装置によって構成される。ＣＰＵは、信号発生機能部、信号解析機能部、操作部２３、及び表示部２４の各機能を実現するための所定の情報処理や制御を行う。

操作部２３及び表示部２４は、上記コンピュータ装置の入出力インタフェースに接続されている。操作部２３は、コマンド等各種情報を入力するための機能部であり、表示部２４は、上記各種情報の入力画面や測定結果等、各種情報を表示する機能部である。

本実施形態では、統合制御装置１０とＮＲシステムシミュレータ２０とを別装置としているが、１つの装置として構成してもよい。この場合には、統合制御装置１０の制御部１１とＮＲシステムシミュレータ２０の制御部２２とを統合して１つのコンピュータ装置により実現してもよい。

［信号処理部］
次に、信号処理部４０について説明する。

図５に示すように、信号処理部４０は、ＮＲシステムシミュレータ２０と試験用アンテナ６との間に設けられ、送信信号処理部４０ａと受信信号処理部４０ｂとを備えている。

送信信号処理部４０ａは、ＮＲシステムシミュレータ２０の送信部２１ｅと試験用アンテナ６との間に設けられ、アップコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等により構成されている。送信信号処理部４０ａは、試験用アンテナ６に出力する試験信号に対して、周波数変換（アップコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施すようになっている。

受信信号処理部４０ｂは、ＮＲシステムシミュレータ２０の受信部２１ｆと試験用アンテナ６との間に設けられ、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等により構成されている。受信信号処理部４０ｂは、試験用アンテナ６から入力される被測定信号に対して、周波数変換（ダウンコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施すようになっている。

［温度試験方法］
次に、温度試験方法について説明する。

図１４は、本実施形態に係る温度試験装置１を用いてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の温度依存性を測定する温度試験方法のフローチャートを示す図である。図１４に示すように、まず、ユーザは、ＯＴＡチャンバ５０内の断熱筐体７０の内部に設けられた姿勢可変機構６０のＤＵＴ載置部６４に、試験対象のＤＵＴ１００をセットする（ステップＳ１）。

次いで、統合制御装置１０の制御部１１に含まれる温度制御部１４ｄは、温度制御装置１２０に対して温度制御指令を送信する。温度制御装置１２０は、受信した温度制御指令に基づき、断熱筐体７０内の空間領域７７の空気の温度が、ユーザにより設定された設定温度になるように温度制御を行う（ステップＳ２）。設定温度は、あらかじめユーザが統合制御装置１０の操作部１２を介して入力しておいてもよい。通常は、複数の設定温度を設定しておき、順次設定温度を変えつつ測定を行い、送信特性や受信特性の温度依存性を調べる。

次いで、制御部１１の呼接続制御部１４ａは、試験用アンテナ６を使用し、ＤＵＴ１００との間で制御信号（無線信号）を送受信することにより呼接続制御を実施する（ステップＳ３）。具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０は、ＤＵＴ１００に対して試験用アンテナ６を介して所定周波数を有する制御信号（呼接続要求信号）を無線送信する。一方、該呼接続要求信号を受信したＤＵＴ１００は、接続要求された周波数を設定したうえで制御信号（呼接続応答信号）を返信する。ＮＲシステムシミュレータ２０は、この呼接続応答信号を受信して正常に応答が行われたことを確認する。これら一連の処理が呼接続制御である。この呼接続制御により、ＮＲシステムシミュレータ２０とＤＵＴ１００との間に、試験用アンテナ６を介して所定周波数の無線信号を送受信可能な状態が確立される。

なお、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験用アンテナ６及びリフレクタ７を介して送られてくる無線信号をＤＵＴ１００により受信する処理は、ダウンリンク（ＤＬ）処理と称される。逆に、ＤＵＴ１００によりリフレクタ７及び試験用アンテナ６を介してＮＲシステムシミュレータ２０に対して無線信号を送信する処理は、アップリンク（ＵＬ）処理と称される。試験用アンテナ６は、リンク（呼）を確立する処理、ならびにリンク確立後のダウンリンク（ＤＬ）及びアップリンク（ＵＬ）処理を実行するために用いられるものであり、リンクアンテナの機能を兼ねている。

ステップＳ３での呼接続の確立後、統合制御装置１０のＤＵＴ姿勢制御部１４ｃは、クワイエットゾーンＱＺ内においてＤＵＴ載置部６４にセットされたＤＵＴ１００の姿勢を、姿勢可変機構６０により所定の姿勢に制御する（ステップＳ４）。

赤外線カメラ装置１４０は、覗き窓１６０を介して、断熱筐体７０内に配置されたＤＵＴ１００を撮影する（ステップＳ５）。撮影の際、光源としての赤外線ＬＥＤがＤＵＴ１００に赤外線を照射し、ＤＵＴ１００から反射された赤外線を赤外線カメラ装置１４０の受光センサにより検知するようにしてもよい。

統合制御装置１０の表示部１３は、赤外線カメラ装置１４０により撮影されたＤＵＴ１００の画像（動画又は静止画）を表示する（ステップＳ６）。これにより、ユーザは、表示部１３に表示されたＤＵＴ１００の画像を見て、ＤＵＴ１００の姿勢が適切か否かを確認することができる。あるいは、統合制御装置１０の制御部１１に、ＤＵＴ１００の姿勢の適否を判定する姿勢判定部１４ｆを設けてもよい。姿勢判定部１４ｆは、赤外線カメラ装置１４０により撮影されたＤＵＴ１００の画像に対して公知の画像認識技術を適用し、認識されたＤＵＴ１００の姿勢と予め取得しておいた正常な姿勢とを対比することにより、ＤＵＴ１００の姿勢の適否を判定してもよい。

ＤＵＴ１００の姿勢が適切でない場合（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ４に戻り、再度、ＤＵＴ１００の姿勢制御をやり直すか、あるいは、試験を中断して試験を最初又は途中からやり直してもよい。ＤＵＴ１００の姿勢が適切である場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、統合制御装置１０の信号送受信制御部１４ｂは、ＮＲシステムシミュレータ２０に対して信号送信指令を送信する。ＮＲシステムシミュレータ２０は、受信した信号送信指令に基づき、試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に試験信号を送信する。

具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０による試験信号の送信は、以下のように実施される。ＮＲシステムシミュレータ２０（図５参照）において、信号発生部２１ａは、上記の信号送信指令を受けた制御部２２の制御下で、試験信号を生成するための信号を発生する。次いで、ＤＡＣ２１ｂは、信号発生部２１ａにより発生された信号をデジタル／アナログ変換処理する。次いで、変調部２１ｃは、デジタル／アナログ変換により得られたアナログ信号に対して変調処理を行う。次いで、ＲＦ部２１ｄは、変調信号から各通信規格の周波数に対応した試験信号を生成し、送信部２１ｅは、この試験信号（ＤＬデータ）を送信信号処理部４０ａに送る。

送信信号処理部４０ａは、試験信号に対して周波数変換（アップコンバート）、増幅、周波数選択等の信号処理を行い、試験用アンテナ６に送り、試験用アンテナ６は、該信号をリフレクタ７を介してＤＵＴ１００に向けて出力する。

なお、信号送受信制御部１４ｂは、ステップＳ８で試験信号送信の制御を開始した後、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了するまでの間、試験信号を適宜のタイミングで送信するよう制御する。

一方、ＤＵＴ１００は、試験用アンテナ６及びリフレクタ７を介して送られてくる試験信号（ＤＬデータ）を、アンテナ１１０により受信するとともに、該試験信号に対する応答信号である被測定信号を送信する。

信号送受信制御部１４ｂによる制御下で、ＤＵＴ１００から送信された被測定信号の受信処理が行われる（ステップＳ９）。具体的には、試験用アンテナ６が、ＤＵＴ１００から送信された被測定信号を受信し、受信信号処理部４０ｂに出力する。受信信号処理部４０ｂは、被測定信号に対して周波数変換（ダウンコンバート）、増幅、周波数選択等の信号処理を行い、ＮＲシステムシミュレータ２０に出力する。

ＮＲシステムシミュレータ２０は、受信信号処理部４０ｂにより周波数変換された被測定信号を測定する測定処理を実行する（ステップＳ１０）。

具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０のＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆは、受信信号処理部４０ｂにより信号処理された被測定信号を入力する。ＲＦ部２１ｄは、制御部２２の制御下で、受信部２１ｆに入力された被測定信号をより周波数が低いＩＦ信号に変換する。次いで、ＡＤＣ２１ｇは、制御部２２の制御下で、ＩＦ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して解析処理部２１ｈに出力する。解析処理部２１ｈは、Ｉ成分ベースバンド信号とＱ成分ベースバンド信号とにそれぞれ対応する波形データを生成する。さらに、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、前述の生成された波形データに基づいて被測定信号を解析する。

より具体的には、ＮＲシステムシミュレータ２０において、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、被測定信号の解析結果に基づいてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性を測定する。

例えば、ＤＵＴ１００の送信特性については次のように行う。まず、ＮＲシステムシミュレータ２０が、制御部２２の制御下で、試験信号としてアップリンク信号送信のリクエストフレームを送信する。ＤＵＴ１００は、該アップリンク信号送信のリクエストフレームに応答してアップリンク信号フレームを被測定信号としてＮＲシステムシミュレータ２０に送信する。解析処理部２１ｈは、このアップリンク信号フレームに基づいてＤＵＴ１００の送信特性を評価する処理を行う。

また、ＤＵＴ１００の受信特性については例えば次のように行う。解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験信号として送信した測定用フレームの送信回数と、測定用フレームに対してＤＵＴ１００から被測定信号として送信されるＡＣＫ及びＮＡＣＫの受信回数の割合をエラー率（ＰＥＲ）として算出する。

ステップＳ１０において、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定結果を、ステップＳ２で制御された温度及びステップＳ４で制御された姿勢に対応付けて図示しないＲＡＭ等の記憶領域に記憶する。

次いで、統合制御装置１０の制御部１１は、所望の全ての姿勢に関してＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ４に戻って処理を続行する。

制御部１１は、全ての姿勢について測定が終了していると判定された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、あらかじめユーザにより設定された全ての温度についてＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

制御部１１は、全ての温度について測定が終了していないと判定された場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ２に戻って処理を続行する。制御部１１は、全ての温度について測定が終了していると判定された場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、試験を終了する。

（作用・効果）
次に作用効果について説明する。

本実施形態に係る温度試験装置１は、断熱筐体７０の壁部に、温度制御装置１２０からの温度制御された気体を断熱筐体７０内に導入するための吸気口１７０と、断熱筐体７０内の気体を排出するための排気口１７１とが設けられ、排気口１７１の面積Ｓ２は、吸気口１７０の面積Ｓ１より小さい構成となっている。この構成により、供給された温度制御された気体が、断熱筐体７０内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体７０内の温度を効率的に均一にすることができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１において、排気口１７１を通る排気路１３１には排気ファン１７２が設けられている。この構成により、排気口１７１から排気される排気量を、吸気量を超えない限度内で高めるとともに、組立式の断熱筐体７０を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体７０内の空気が漏洩する量を抑制することができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１において、吸気口１７０及び排気口１７１は、温度制御装置１２０により断熱筐体７０内の温度が制御されているとき、断熱筐体７０内の気圧Ｐ１が、断熱筐体７０の外部の気圧Ｐ２より高くなるよう互いに異なる面積Ｓ１、Ｓ２を有している。この構成により、簡易な方法により、断熱筐体７０を構成するパーツ間の隙間から断熱筐体７０の外部の空気が断熱筐体７０内に流入することを防止するとともに、排気口１７１からの排気効率を高めることができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１において、吸気口１７０及び排気口１７１は、排気口１７１から排出される単位時間当たりの排気量が、吸気口１７０から導入される単位時間当たりの吸気量より小さくなるよう互いに異なる面積Ｓ１、Ｓ２を有している。この構成により、簡易な方法により、供給された温度制御された気体が、断熱筐体７０内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体７０内の温度を効率的に均一にすることができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１において、断熱筐体７０の排気口１７１には、排気口１７１の大きさを調整する開口調整具１７３が設けられた構成であってもよい。この構成により、適切な開口調整具１７３を選択することにより、排気量を容易に調整することができる。

なお、本発明は、電波暗箱だけではなく電波暗室にも適用できる。また、上記実施形態では、ＯＴＡチャンバ５０がＣＡＴＲ方式を採用したチャンバであるとしたが、本発明は、これに限らず、ＯＴＡチャンバ５０は、図６（ａ）に示したダイレクトファーフィールド方式を採用したチャンバであってもよい。

以上述べたように、本発明は、断熱筐体内の空気の温度を効率的に均一にすることで断熱筐体内の温度制御の効率を上げることができるという効果を有し、無線端末の温度試験装置及び温度試験方法の全般に有用である。

１ 温度試験装置 ５４ 内部空間
２ 測定装置 ５５ 電波吸収体
５、８ リンクアンテナ ５７、５９ 保持具
６ 試験用アンテナ ５８ リフレクタ保持具
７ リフレクタ ６０ 姿勢可変機構
７Ａ 反射鏡 ６１ 駆動部
１０ 統合制御装置 ６２ ターンテーブル
１１、２２ 制御部 ６３ 支柱
１１ａ ＣＰＵ ６４ ＤＵＴ載置部
１１ｂ ＲＯＭ ７０ 断熱筐体
１１ｃ ＲＡＭ ７１ 天板
１１ｄ 外部インタフェース部 ７２ 地板
１１ｄ１ ＵＳＢポート ７２ａ 貫通孔
１２、２３ 操作部 ７２ｂ 回転部
１３、２４ 表示部 ７２ｃ 孔部
１４ａ 呼接続制御部 ７３ 正面板
１４ｂ 信号送受信制御部 ７４ 背面板
１４ｃ ＤＵＴ姿勢制御部 ７５ 前方側板
１４ｄ 温度制御部 ７６ 後方側板
１４ｅ カメラ制御部 ７７ 空間領域
１４ｆ 姿勢判定部 ９０ ラック構造体
１７ａ ＤＵＴ姿勢制御テーブル ９０ａ ラック
１８ ケーブル １００ ＤＵＴ（被試験対象）
１９ ネットワーク １００Ａ 無線端末
２０ ＮＲシステムシミュレータ １１０ アンテナ（被試験アンテナ）
２１ 信号測定部 １２０ 温度制御装置
２１ａ 信号発生部 １２４ 温度センサ
２１ｂ ＤＡＣ １３０ 吸気路
２１ｃ 変調部 １３１ 排気路
２１ｄ ＲＦ部 １４０ 赤外線カメラ装置
２１ｅ 送信部 １６０ 覗き窓
２１ｆ 受信部 １６１ 開口
２１ｇ ＡＤＣ １６２ 窓板
２１ｈ 解析処理部 １７０ 吸気口
３０ 無線通信アナライザ １７１ 排気口
４０ 信号処理部 １７１ａ 内周面
４０ａ 送信信号処理部 １７２ 排気ファン
４０ｂ 受信信号処理部 １７３ 開口調整具
５０ ＯＴＡチャンバ（電波暗箱） １７３ａ 外周面
５１ チャンバ本体部 １７３ｂ 貫通孔
５１１ チャンバ背面 １８１ 配管継手
５１ａ 底面 Ｆ リフレクタの焦点位置
５１ｂ 側面 ＱＺ クワイエットゾーン
５１ｃ 上面
５２ａ 扉
５２ｂ ヒンジ
５２ｃ ハンドル
５２ｄ アクセスパネル

Claims (4)

1. 電波暗箱（５０）と、
   前記電波暗箱内に収容され、複数の断熱性パーツから組み立てられている断熱筐体（７０）と、
   前記断熱筐体内の温度を制御する温度制御装置（１２０）と、を備え、
   前記断熱筐体の壁部には、前記温度制御装置からの温度制御された気体を前記断熱筐体内に導入するための吸気口（１７０）と、前記断熱筐体内の気体を排出するための排気口（１７１）とが設けられ、前記排気口の面積は、前記温度制御装置からの温度制御された気体が、断熱筐体内に滞留する時間が長くなり、断熱筐体内の温度を効率的に均一にするために、前記吸気口の面積より小さく、
   前記排気口を通る排気流路には、前記吸気口からの空気の流入に伴って前記断熱筐体の内部から押し出される空気を強制的に前記排気口から外部に排出させる排気ファン（１７２）が設けられ、
   前記吸気口及び前記排気口は、前記温度制御装置により前記断熱筐体内の温度が制御されているとき、前記断熱筐体内の気圧が、前記断熱筐体の外部の気圧より高くなるよう互いに異なる面積を有し、
   前記吸気口及び前記排気口は、前記排気口から排出される単位時間当たりの排気量が、前記吸気口から導入される単位時間当たりの吸気量より小さくなるよう互いに異なる面積を有している、温度試験装置。
2. 前記断熱筐体の前記排気口には、前記排気口の大きさを調整する開口調整具（１７３）が設けられている、請求項１に記載の温度試験装置。
3. 前記電波暗箱内に設けられ、被試験対象との間で無線信号を送信又は受信する試験用アンテナ（６）と、
   前記電波暗箱内に設けられ、前記被試験対象の姿勢を制御する姿勢可変機構（６０）と、
   前記温度制御装置により前記断熱筐体内の温度が制御された状態で前記姿勢可変機構により前記被試験対象の姿勢が変更されるごとに、前記試験用アンテナを使用して前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置（２）と、
   をさらに備える、請求項１又は２に記載の温度試験装置。
4. 請求項３に記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、
   前記断熱筐体内の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップ（Ｓ２）と、
   前記断熱筐体内に配置された前記被試験対象の姿勢を順次変化させる姿勢可変ステップ（Ｓ４）と、
   前記温度制御ステップにより前記断熱筐体内の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップ（Ｓ７）と、
   を含むことを特徴とする温度試験方法。

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