JP7229965B2 - 試験装置及び試験方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る試験装置において、前記リフレクタは、曲面状に湾曲した反射面を有し、前記ミラーは平坦な鏡面を有する構成であってもよい。
本実施形態に係る試験装置1は、アンテナ110を有するDUT100の送信特性又は受信特性を測定するものであり、例えば、DUT100のRF特性やRRM特性を測定するようになっている。このために、試験装置1は、OTAチャンバ50と、複数の試験用アンテナ6a、6b、6c、6d、6e、6f(以下、試験用アンテナ6と記すこともある)と、姿勢可変機構56と、統合制御装置10と、NRシステムシミュレータ20と、信号処理部40と、信号切替部41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し、本実施形態の統合制御装置10とNRシステムシミュレータ20と信号処理部40と信号切替部41は、本発明の測定装置2に対応する。
OTAチャンバ50は、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って、図1、図2に示すように、例えば、直方体形状の内部空間51を有する金属製の筐体本体部52により構成されている。OTAチャンバ50は、内部空間51に、DUT100と、DUT100のアンテナ110と対向する複数の試験用アンテナ6を、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収容する。後で説明するが、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。
被試験対象とされるDUT100は、例えばスマートフォンなどの無線端末である。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。
次に、OTAチャンバ50の内部空間51に設けられた姿勢可変機構56について説明する。図1に示すように、OTAチャンバ50の筐体本体部52の内部空間51側の底面52aには、クワイエットゾーンQZ内に配置されたDUT100の姿勢を変化させる姿勢可変機構56が設けられている。姿勢可変機構56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56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56は、駆動部56aと、ターンテーブル56bと、支柱56cと、被試験対象載置部としてのDUT載置部56dと、を有する。
OTAチャンバ50において、筐体本体部52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を用いて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56に保持される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。
次に、近傍界と遠方界について説明する。図5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6aやミラー反射型の試験用アンテナ6b、6c、6d、6e、6f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5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。
次に、試験用アンテナ6について説明する。
図7は、本実施形態に係る試験装置1のOTAチャンバ50の天板を取り除いて上方から見た平面図であり、図8は、OTAチャンバ50の正面側の側板(図7における下側の側板)を取り除いて正面側から見た正面図である。
まず、リフレクタ反射型の試験用アンテナ6aについて説明する。
リフレクタ反射型の試験用アンテナ6aは、一次放射器として機能し、水平偏波アンテナ6aHと垂直偏波アンテナ6aVを備えている(図2参照)。リフレクタ7は、曲面状に湾曲した反射面を有し、測定用の無線信号の電波を反射するものであり、後述するオフセットパラボラ(図6参照)型の構造を有するものである。リフレクタ7は、例えばアルミニウム製である。リフレクタ7は、図1に示すように、OTAチャンバ50の側面52b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。
次に、ミラー反射型の試験用アンテナ6について説明する。
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や姿勢可変機構56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や姿勢可変機構56と相互に通信可能に接続されている。
図4に示すように、本実施形態に係る試験装置1の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、信号発生部21a、デジタル/アナログ変換器(DAC)21b、変調部21c、RF部21dの送信部21eにより構成される信号発生機能部と、RF部21dの受信部21f、アナログ/デジタル変換器(ADC)21g、解析処理部21hにより構成される信号解析機能部とを有している。なお、信号測定部21は、使用する2つの試験用アンテナに対応できるように、2セット設けるようにしてもよい。
次に、信号処理部40について説明する。
次に、本実施形態に係る試験装置1を用いて行う試験方法について、図10のフローチャートを参照して説明する。以下では、2つの試験用アンテナを用いて行う試験(例えばRRM特性等の送受信特性の測定)について説明するが、これは試験方法の一例であり、試験の種類により具体的な試験方法が異なるのは勿論である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る試験装置について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る試験装置について説明する。
2 測定装置
5、8 リンクアンテナ
6 試験用アンテナ
6a リフレクタ反射型の試験用アンテナ
6b、6c、6d、6e、6f ミラー反射型の試験用アンテナ(第1~第5の試験用アンテナ)
6g ミラー反射型の試験用アンテナ
6h、6i、6j、6k 直接型の試験用アンテナ
7 リフレクタ
7A 反射鏡
9b、9c、9d、9e、9f ミラー(第1~第5のミラー)
10 統合制御装置
11、22 制御部
11a CPU
11b ROM
11c RAM
11d 外部インタフェース部
12、23 操作部
13、24 表示部
14 呼接続制御部
15 信号送受信制御部
17 DUT姿勢制御部
17a DUT姿勢制御テーブル
17b 到来角度-試験用アンテナ対応テーブル
19 ネットワーク
20 NRシステムシミュレータ
21 信号測定部
21a 信号発生部
21b DAC
21c 変調部
21d RF部
21e 送信部
21f 受信部
21g ADC
21h 解析処理部
40 信号処理部
40a 第1信号処理部
40b 第2信号処理部
41 信号切替部
50 OTAチャンバ(電波暗箱)
51 内部空間
52 筐体本体部
52a 底面
52b 側面
52c 上面
55 電波吸収体
56 姿勢可変機構
56a 駆動部
56b ターンテーブル
56c 支柱
56d DUT載置部
57、59 保持具
58 リフレクタ保持具
60 方向変更機構(方向変更手段)
61、62、72、73 回転軸部
70 ミラー保持具
71 支柱
74 取付部
90 ラック構造体
90a 各ラック
100 DUT(被試験対象)
100A 無線端末
110 アンテナ(被試験アンテナ)
F リフレクタの焦点位置
QZ クワイエットゾーン
S 仮想球面
HP 水平面
Claims (9)
- 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記ミラーが複数あり、前記ミラー反射型の試験用アンテナからの前記無線信号を反射する前記複数のミラーは、前記被試験対象の配置位置(P0)において、前記リフレクタ反射型の試験用アンテナからの電波到来方向を基準に互いに異なる到来角度を形成するよう配置される、試験装置。 - 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記ミラーが複数あり、前記複数のミラーは、各ミラー面が前記被試験対象の配置位置(P0)を通る一平面と交差するように配置されることを特徴とする試験装置。 - 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記ミラーが複数あり、前記ミラー反射型の試験用アンテナの電波送信方向を前記複数のミラーの一つに向けるよう変更する方向変更手段(60)を更に備えることを特徴とする試験装置。 - 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記ミラー反射型の試験用アンテナから対応する前記ミラーを経由して前記被試験アンテナまでの距離は、2D2/λより大きく、ここで、Dは前記被試験アンテナのアンテナサイズ、λは前記ミラー反射型の試験用アンテナから送信される電波の波長であることを特徴とする試験装置。 - 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記被試験アンテナとの間で直接、前記無線信号を送信又は受信する直接型の試験用アンテナ(6h、6i、6j、6k)を更に含むことを特徴とする試験装置。 - 被試験アンテナ(110)を有する被試験対象(100)の送信特性又は受信特性を測定する試験装置(1)であって、
周囲の電波環境に影響されない内部空間(51)を有する電波暗箱(50)と、
前記内部空間内に設けられ、前記被試験アンテナ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、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射するリフレクタ(7)と、
前記内部空間内に設けられ、前記無線信号を反射する1又は複数のミラー(9b、9c、9d、9e、9f)と、
前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された前記被試験対象に対して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、を備え、
前記試験用アンテナは、前記リフレクタを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ(6a)と、前記1又は複数のミラーの少なくとも一つを介して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信又は受信するミラー反射型の試験用アンテナ(6b、6c、6d、6e、6f)と、を含み、
前記リフレクタは、曲面状に湾曲した反射面を有し、前記ミラーは平坦な鏡面を有することを特徴とする試験装置。 - 前記1又は複数のミラーは、第1のミラー(9b)と、第2のミラー(9c)と、第3のミラー(9d)と、第4のミラー(9e)と、第5のミラー(9f)とを含み、
前記ミラー反射型の試験用アンテナは、前記第1のミラーを介して前記無線信号を送受信する第1の試験用アンテナ(6b)と、前記第2のミラーを介して前記無線信号を送受信する第2の試験用アンテナ(6c)と、前記第3のミラーを介して前記無線信号を送受信する第3の試験用アンテナ(6d)と、前記第4のミラーを介して前記無線信号を送受信する第4の試験用アンテナ(6e)と、前記第5のミラーを介して前記無線信号を送受信する第5の試験用アンテナ(6f)とを含む、請求項1、2、4、5、6のいずれか一項に記載の試験装置。 - 前記1又は複数のミラーは、第1のミラー(9b)と、第2のミラー(9c)と、第3のミラー(9d)と、第4のミラー(9e)と、第5のミラー(9f)とを含み、
前記ミラー反射型の試験用アンテナは、前記方向変更手段により前記複数のミラーから選択された一つを介して前記無線信号を送受信する試験用アンテナ(6g)を含む、請求項3に記載の試験装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の試験装置を用いる試験方法であって、
前記試験用アンテナのうち使用する試験用アンテナを選択するステップと、
前記クワイエットゾーン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ステップと、
前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記選択された試験用アンテナを用い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ステップと、を含む試験方法。
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