特開 2021-184546 試験装置及び試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-184546(P2021-184546A)

(43)【公開日】2021年12月2日

(54)【発明の名称】試験装置及び試験方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/15 20150101AFI20211105BHJP

   H04B 17/29 20150101ALI20211105BHJP

   G01R 29/10 20060101ALI20211105BHJP

【ＦＩ】

   H04B17/15

   H04B17/29

   G01R29/10 E

   G01R29/10 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2020-89365(P2020-89365)

(22)【出願日】2020年5月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140501

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 栄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】丸尾 友彦

(72)【発明者】

【氏名】馬場 寛之

(57)【要約】

【課題】被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施できる試験装置を提供する。
【解決手段】ＯＴＡチャンバ５０内に設けられ、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で無線信号を送信又は受信する試験用アンテナと、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００に対して試験用アンテナを使用して、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置とを備え、試験用アンテナは、リフレクタ７を介してＤＵＴのアンテナ１１０との間で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、ミラー９ｂ・・・９ｆを介してＤＵＴのアンテナ１１０との間で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とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、を含む試験装置。

【請求項2】

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、請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

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、請求項１又は２に記載の試験装置。

【請求項4】

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１〜３のいずれか一項に記載の試験装置。

【請求項5】

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、請求項１〜３のいずれか一項に記載の試験装置。

【請求項6】

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５に記載の試験装置。

【請求項7】

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、請求項１〜６のいずれか一項に記載の試験装置。

【請求項8】

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、請求項１〜７のいずれか一項に記載の試験装置。

【請求項9】

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請求項１〜８のいずれか一項に記載の試験装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＯＴＡ（Over The Air）環境の電波暗箱を用いて、被試験対象の送信特性又は受信特性を測定する試験装置及び試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、マルチメディアの進展に伴い、セルラ、無線ＬＡＮ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ている。

【0003】

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、これらのＲＦ（Radio Frequency）特性が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。また、性能試験では、ＲＲＭ（Radio Resource Management）特性の測定も行われる。ＲＲＭ特性の測定は、基地局と無線端末間の無線リソース制御、例えば隣接基地局間のハンドオーバ等が正しく動作するか否かを確認するために行われる。

【0004】

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（以下、５Ｇ無線端末）を被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）とする性能試験においては、４Ｇや４Ｇアドバンス等の試験で主流であったＤＵＴのアンテナ端子と試験装置とを有線接続する方法は、高周波回路にアンテナ端子を付けることによる特性劣化、又は、アレーアンテナの素子数が多くアンテナ端子を全素子に付けることがスペース面・コスト面を考慮して現実的でないことなどの理由で使用できない。このため、ＤＵＴを試験用アンテナとともに周囲の電波環境に影響されない電波暗箱の中に収容し、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を無線通信により行う、いわゆるＯＴＡ試験が行われるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

【0005】

ＯＴＡ試験では、試験用アンテナによりクワイエットゾーンが形成され、ＤＵＴはクワイエットゾーンに配置される。ここで、クワイエットゾーン（quiet zone）とは、ＯＴＡ試験環境を構成する電波暗箱において、ＤＵＴが試験用アンテナからほぼ均一な振幅と位相の電波で照射される空間領域の範囲を表す概念である（例えば、非特許文献１参照）。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ＤＵＴ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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特願２０１８−２２３９４２

【特許文献2】ＵＳ２０１９／０３０２１８４

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】3GPP TR 38.810 V16.2.0 (2019-03)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２に記載の試験装置では、電波暗箱内にＤＵＴの被試験アンテナと送受信可能な複数の試験用アンテナが設けられ、ＤＵＴのＲＦ特性やＲＲＭ特性を測定するようになっている。ＲＦ特性やＲＲＭ特性の測定では、一般に遠方界測定（ＦＦＭ（Far Field Measurement））が用いられる。特許文献２の試験用アンテナにはそれぞれ曲面状の反射面を有したリフレクタが設けられ、試験用アンテナから放射された電波をＤＵＴに向け反射し又はＤＵＴから放射された電波を試験用アンテナに向け反射するようになっている。しかしながら、特許文献２に記載の試験装置にあっては、すべての試験用アンテナにそれぞれリフレクタが設けられているので、構造が複雑であり、試験用アンテナを移動させる機構も備えられていた。そのため、大きな電波暗箱及びその電波暗箱を設置するための広い設置面積が必要であった。

【0009】

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、被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施できる試験装置及び試験方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明に係る試験装置は、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、を含む構成である。

【0011】

上記のように、複数の試験用アンテナは、リフレクタを介して被試験アンテナとの間で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と、ミラーを介して被試験アンテナとの間で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とを含んでいる。ミラーにより電波の伝搬方向を変えることができるので、電波暗箱内の限られた小スペースにおいても電波の伝搬距離を長くすることができる。これにより、遠方界測定に必要な、試験用アンテナと被試験アンテナとの間の距離（以下、アンテナ間距離ということもある）を確保することができる。よって、この構成により、従来のリフレクタのアンテナを用いるものより、電波暗室を小型化し、試験装置を低コスト化することができる。

【0012】

しかも、複数の試験用アンテナは、リフレクタを用いて無線信号を間接的に送受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナと、ミラーを介して無線信号を送受信するミラー反射型の試験用アンテナとを含むハイブリッドな構成となっている。これにより、構造が複雑なリフレクタ反射型の試験用アンテナの個数を最小限に抑える一方、ミラー反射型の試験用アンテナに比べて比較的広いクワイエットゾーンを形成し得るリフレクタ反射型の試験用アンテナを単独で用いる場合には、広いクワイエットゾーンを利用することもできる。したがって、本発明に係る試験装置は、被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施することができる。

【0013】

また、本発明に係る試験装置において、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構成であってもよい。

【0014】

この構成により、本発明に係る試験装置は、リフレクタ反射型の試験用アンテナとミラー反射型の試験用アンテナの組み合わせにより到来角度が異なるので、リフレクタ反射型の試験用アンテナと共に使用するミラー反射型の試験用アンテナを切り替えて使用することにより到来角度を変えて被試験装置のＲＲＭ特性等の送受信特性の遠方界測定を効率的に行うことができる。

【0015】

また、本発明に係る試験装置は、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構成であってもよい。

【0016】

この構成により、本発明に係る試験装置は、試験装置の設置時における位置決め作業が容易である。

【0017】

また、本発明に係る試験装置において、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）とを含む構成であってもよい。

【0018】

この構成により、本発明に係る試験装置は、試験用アンテナと被試験アンテナとの間の距離を個別に容易に調整することができる。また、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５つの到来角度（例えば、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°）を容易に形成することができる。

【0019】

また、本発明に係る試験装置は、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）を更に備える構成であってもよい。

【0020】

この構成により、本発明に係る試験装置は、複数のミラーに対して１つのミラー反射型の試験用アンテナを共用することにより、複数のミラー反射型の試験用アンテナを設ける必要が無く、コストを更に低減することができる。

【0021】

また、本発明に係る試験装置において、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）を含む構成であってもよい。

【0022】

この構成により、本発明に係る試験装置は、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５つの到来角度（例えば、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°）を容易に形成することができる。

【0023】

また、本発明に係る試験装置において、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より大きい構成であってもよく、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。

【0024】

この構成により、本発明に係る試験装置は、被試験アンテナが、ミラー反射型の試験用アンテナからミラー経由で少なくとも２Ｄ2／λ離れて配置されているので、小さい内部空間を有する電波暗箱においも被試験対象の遠方界測定を確実に行うことができる。

【0025】

また、本発明に係る試験装置において、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）を更に含む構成であってもよい。

【0026】

この構成により、本発明に係る試験装置は、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を確保できるものについては、直接型の試験用アンテナを用い、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を確保できないものについてだけ、ミラー反射型の試験用アンテナを用いることができる。これにより、ミラーの個数を削減することができる。
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。

【0027】

また、本発明に係る試験方法は、上記いずれか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、を含むものである。

【0028】

上述のように、本発明に係る試験方法に用いる試験装置は、複数の試験用アンテナが、リフレクタを介して被試験アンテナとの間で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と、ミラーを介して被試験アンテナとの間で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とを含んでいる。ミラーにより電波の伝搬方向を変えることができるので、電波暗箱内の限られた小スペースにおいて電波の伝搬距離を長くすることができ、これにより、遠方界測定に必要な、試験用アンテナと被試験アンテナとの間の距離を確保することができる。よって、小型で低コストの電波暗箱を使用することができる。

【0029】

また、本試験方法に用いる試験装置において、複数の試験用アンテナは、リフレクタを用いて無線信号を間接的に送受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナと、ミラーを介して無線信号を送受信するミラー反射型の試験用アンテナとを含むハイブリッドな構成となっている。これにより、構造が複雑なリフレクタ反射型の試験用アンテナの個数を最小限に抑える一方、ミラー反射型の試験用アンテナに比べて比較的広いクワイエットゾーンを形成し得るリフレクタ反射型の試験用アンテナを単独で用いる場合には、広いクワイエットゾーンを利用することもできる。したがって、本発明に係る試験方法は、被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施することができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施できる試験装置及び試験方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施形態に係る試験装置全体の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る試験装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る試験装置の統合制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係る試験装置の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。

【図5】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る。

【図6】本発明の実施形態に係る試験装置に用いられるリフレクタの構造を示す模式図である。

【図7】本発明の実施形態に係る試験装置のＯＴＡチャンバの天板を取り除いて上方から見た平面図である。

【図8】ＯＴＡチャンバの正面側の側板を取り除いて正面側から見た正面図である。

【図9】ＯＴＡチャンバ内でのミラーとミラー反射型の試験用アンテナの配置を示す模式図である。

【図10】本発明の実施形態に係る試験装置を用いて行う試験方法の概略を示すフローチャートである。

【図11】本発明の第２の実施形態に係る試験装置において、ＯＴＡチャンバの正面側の側板を取り除いて正面側から見た正面図である。

【図12】第２の実施形態に係るＯＴＡチャンバ内でのミラーとミラー反射型の試験用アンテナの配置を示す模式図である。

【図13】第２の実施形態に係るミラーとミラー反射型の試験用アンテナを示す模式図である。

【図14】本発明の第３の実施形態に係る試験装置のＯＴＡチャンバの天板を取り除いて上方から見た平面図である。

【図15】本発明の第３の実施形態に係る試験装置において、ＯＴＡチャンバの正面側の側板を取り除いて正面側から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施形態に係る試験装置及び試験方法について、図面を参照して説明する。なお、各図面上の各構成要素の寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。

【0033】

（第１の実施形態）
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。

【0034】

図１は、試験装置１の外観構造を示し、図２は、試験装置１の機能ブロックを示す。ただし、図１においては、ＯＴＡチャンバ５０について正面から透視した状態における各構成要素の配置態様を示している。

【0035】

図１及び図２に示すように、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５１を有している。試験用アンテナ６は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１に設置され、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との間で送信又は受信するようになっている。姿勢可変機構５６は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１におけるクワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を変化させるようになっている。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、及び信号切替部４１は、姿勢可変機構５６により姿勢を変化させたＤＵＴ１００に対して１又は２の試験用アンテナ６を用いて、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行うようになっている。

【0036】

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３つのラック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、及びＯＴＡチャンバ５０を載置した例を示す。以下、各構成要素を説明する。

【0037】

（ＯＴＡチャンバ）
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。

【0038】

また、ＯＴＡチャンバ５０の内面全域、つまり、筐体本体部５２の底面５２ａ、側面５２ｂ及び上面５２ｃ全面には、電波吸収体５５が貼り付けられ、内部空間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５１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は、例えば、Ａｎｅｃｈｏｉｃ型のものである。

【0039】

（ＤＵＴ）
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。

【0040】

本実施形態において、ＤＵＴ１００は５Ｇ ＮＲの無線端末である。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。よって、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。

【0041】

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、複数の試験用アンテナ６のうち選択された１又は２の試験用アンテナを介して試験信号及び被測定信号を送受信できるようになっている。

【0042】

（姿勢可変機構）
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。

【0043】

駆動部５６ａは、回転駆動力を発生させるステッピングモータなどの駆動用モータからなり、例えば、底面５２ａに設置される。ターンテーブル５６ｂは、駆動部５６ａの回転駆動力により、互いに直交する２軸のうちの一方の軸の周りに所定角度回転するようになっている。支柱５６ｃは、ターンテーブル５６ｂに連結され、ターンテーブル５６ｂから一方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力によりターンテーブル５６ｂと共に回転するようになっている。ＤＵＴ載置部５６ｄは、支柱５６ｃの側面から２軸のうちの他方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力により他方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５６ｄに載置される。

【0044】

なお、上記の一方の軸は、例えば、底面５２ａに対して鉛直方向に延びる軸（図中のＹ軸）である。また、上記の他方の軸は、例えば、支柱５６ｃ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５６は、ＤＵＴ載置部５６ｄに保持されているＤＵＴ１００を、例えば、ＤＵＴ１００の中心を回転中心（「配置位置」ともいう）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。

【0045】

ＯＴＡ試験系では、姿勢可変機構５６の２つの回転軸の交点である回転中心（原点ともいう）に、ＤＵＴ１００の中心又はアンテナ１１０の中心が配置されるようになっている。ＤＵＴ１００の「配置位置Ｐ０」は、ＯＴＡ試験系の原点であり、ＯＴＡチャンバ５０内に配置されたＤＵＴ１００の中心又はアンテナ１１０の中心の位置である。すなわち、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０は、姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００を２軸周りに回転させたときの不動の回転中心に対応する。なお、ＤＵＴ１００内のアンテナ１１０の位置及びアンテナサイズが分かっている場合には、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０をアンテナ１１０の中心の位置とすると、遠方界を形成するために必要な試験用アンテナ６からアンテナ１１０までの距離を大幅に短くすることができる。

【0046】

（リンクアンテナ）
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。

【0047】

（近傍界と遠方界）
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。

【0048】

図５（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５（ａ）に示す電波の伝搬にあって、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。

【0049】

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_０^２／λ以遠の領域となる。ここで、Ｄ_０は、無線端末１００Ａの最大直線サイズ、λは電波の波長である。

【0050】

具体的には、例えば、無線端末１００Ａの最大直線サイズＤ_０＝０．２ｍ、電波の周波数４３．５ＧＨｚとした場合、アンテナＡＴから１１．６ｍの位置が近傍界と遠方界との境界となり、それより遠い位置に無線端末１００Ａを置く必要が生じる。

【0051】

一方、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るとき、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、アンテナサイズ、λは電波の波長である。

【0052】

具体的には、例えば、無線端末１００ＡのアンテナサイズＤ＝０．０３ｍ、電波の周波数４３．５ＧＨｚとした場合、アンテナＡＴから２６．２ｃｍの位置が近傍界と遠方界との境界となり、それより遠い位置に無線端末１００Ａを置く必要が生じる。また、例えば、無線端末１００ＡのアンテナサイズＤ＝０．０４ｍ、電波の周波数４３．５ＧＨｚとした場合、アンテナＡＴから４６．５ｃｍの位置が近傍界と遠方界との境界となる。

【0053】

なお、本実施形態においては、対象とするＤＵＴ１００の最大直線サイズＤは、例えば、２０ｃｍ程度であり、取り扱う周波数範囲は２４．２５ＧＨｚ〜４３．５ＧＨｚを想定している。

【0054】

図５（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。

【0055】

（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。
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。

【0056】

図７、図８に示すように、試験用アンテナ６は、１個のリフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａと、５個のミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆとを含んでいる。リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａは、リフレクタ７を介してアンテナ１１０との間でＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号（以下、測定用の無線信号ともいう）を送信又は受信するようになっている。ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、それぞれミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを介して、ＤＵＴ１００が備えるアンテナ１１０との間で、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送信又は受信するようになっている。各試験用アンテナ６は、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナを備えている（図２参照）。以下、ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを単にミラー９と記すこともある。

【0057】

（リフレクタ反射型の試験用アンテナ）
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。

【0058】

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６ａ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５６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、試験用アンテナ６ａに向けて反射させる（受信時）。リフレクタ７は、これら送信と受信が同時に可能な位置及び姿勢で配設されている。すなわち、リフレクタ７は、試験用アンテナ６ａとＤＵＴ１００のアンテナ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。

【0059】

図６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ＲＳ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６ａ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６ａ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６ａ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ている。

【0060】

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６ａへと導くことができる。別言すれば、リフレクタ７は、試験用アンテナ６ａから放射された球面波の電波を平面波の電波に変換してＤＵＴ１００に送ると共に、ＤＵＴ１００から放射されリフレクタ７に入射する平面波の電波を試験用アンテナ６に集束させるものである。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。

【0061】

図８から分かるように、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰより下方に配置されている。試験用アンテナ６ａから放射されリフレクタ７で反射した電波ビームはＺ軸負方向に伝搬され、半径ｒ２のクワイエットゾーンＱＺを形成するようになっている。リフレクタ７の開口中心の位置Ｐ０を反射した電波ビームの中心が、Ｚ軸負方向に伝搬されてＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に到達するようになっている。

【0062】

（ミラー反射型の試験用アンテナ）
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。

【0063】

ミラー反射型の試験用アンテナ６は、測定用の無線信号の電波を反射するミラー９を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で無線信号を送信又は受信するようになっている。具体的には、ミラー反射型の試験用アンテナ６は、第１の試験用アンテナ６ｂ、第２の試験用アンテナ６ｃ、第３の試験用アンテナ６ｄ、第４の試験用アンテナ６ｅ、及び第５の試験用アンテナ６ｆを含んでいる。また、ミラー９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とを含んでいる。各ミラー９は、例えばアルミニウム製であり、平坦な鏡面を有している。

【0064】

具体的には、第１の試験用アンテナ６ｂは、第１のミラー９ｂを介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で無線信号を送受信し、第２の試験用アンテナ６ｃは、第２のミラー９ｃを介して無線信号を送受信し、第３の試験用アンテナ６ｄは、第３のミラー９ｄを介して無線信号を送受信し、第４の試験用アンテナ６ｅは、第４のミラー９ｅを介して無線信号を送受信し、第５の試験用アンテナ６ｆは、第５のミラー９ｆを介して無線信号を送受信するようになっている。

【0065】

また、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、それぞれ水平偏波アンテナ６ｂＨ、６ｃＨ、６ｄＨ、６ｅＨ、６ｆＨを有し、またそれぞれ垂直偏波アンテナ６ｂＶ、６ｃＶ、６ｄＶ、６ｅＶ、６ｆＶを有している（図２参照）。

【0066】

ミラー９は、各ミラーの反射面がＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰと交差するように配置されている。具体的には、ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を中心に半径ｒ１の仮想球面Ｓ上でかつ水平面ＨＰ上に配置されている。「ミラーが仮想球面Ｓ上でかつ水平面ＨＰ上に配置されている」とは、各ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの反射面上において電波ビームの中心が反射する反射点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が仮想球面Ｓ上でかつ水平面ＨＰ上に位置していることをいう。

【0067】

ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、その配置が水平面ＨＰ上に限定されるものではなく、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る任意の平面上に配置されるようにしてもよいし、必ずしも同一平面上に配置されていなくてもよい。また、ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、ＤＵＴ１００から同一距離に配置されている必要は無く、ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆのそれぞれとＤＵＴ１００が異なった距離をとってもよい。

【0068】

ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰより下方に配置されている。ミラー反射型の試験用アンテナ６から放射された電波ビームは、対応するミラー９において鏡面反射するようになっている。この電波ビームの各ミラー９における入射角及び反射角は、各ミラー９により反射された電波ビームがＤＵＴ１００に到達する限り、ミラーごとに異なっていてもよいし同じであってもよい。本実施形態では、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、ＯＴＡチャンバ５０の底面５２ａ上に支持具により支持されているが、水平面ＨＰより上方あるいは水平面ＨＰ上に配置してもよい。

【0069】

本実施形態では、ミラー反射型の試験用アンテナ６とＤＵＴ１００との間の電波の伝搬経路中に１つのミラー９が配置されているが、２以上のミラーを配置してもよい。すなわち、電波の伝搬中に複数個のミラーにより複数回の鏡面反射を起こさせて、遠方界測定に要するアンテナ間距離を確保するようにしてもよい。

【0070】

本実施形態では、ミラー反射型の試験用アンテナ６からの無線信号を反射するミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０において、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａ及びリフレクタ７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ている。これにより、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａとミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆの１つとの組み合わせにより到来角度が異なるので、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆを切り替えて使用することにより到来角度を変えてＤＵＴ１００のＲＲＭ特性等の送受信特性の遠方界測定を効率的に行うことができる。

【0071】

図７に示すように、例えば、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂからミラー９ｂを介して送られる電波ビームは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０においてリフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａからの電波到来方向（Ｚ軸）を基準に３０°の到来角度を形成する。同様に、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆからそれぞれミラー９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを介して送られる電波ビームは、それぞれ６０°、９０°、１２０°、１５０°の到来角度を形成するようになっている。すなわち、第１〜第５の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａと共に、相対的な到来角度３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°を実現することができる。このように、所定の角度範囲内を均等に漏れなく測定できるので、ＤＵＴ１００のＲＲＭ特性等の送受信特性の遠方界測定を精度よく行うことができる。これにより、規格3GPP TR 38.810 V16.2.0 (2019-03)に規定されたＲＲＭ特性を精度よく測定することができる。

【0072】

ここで、「到来角度（ＡｏＡ）」とは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る特定の直線（例えばＺ軸）に対して、試験用アンテナ６から配置位置Ｐ０に到来する電波ビーム又は電波ビームの中心が形成する角度をいう。到来角度は、２つの試験用アンテナによっても規定することができる。この場合は、一の試験用アンテナから配置位置Ｐ０に到来する電波ビームの方向である電波到来方向を基準に、他の試験用アンテナから配置位置Ｐ０に到来する電波ビーム又は電波ビームの中心が形成する角度を「到来角度」又は「相対的な到来角度」という。

【0073】

アンテナ１１０のアンテナサイズＤが分かっている場合には、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆから対応するミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを経由してＤＵＴ１００のアンテナ１１０までの距離は、２Ｄ2／λより大きくするとよい。Ｄはアンテナ１１０のアンテナサイズ、λはミラー反射型の試験用アンテナ６から送信される電波の波長である、これにより、ＤＵＴ１００の遠方界測定を行うことができる。

【0074】

図９は、ＯＴＡチャンバ５０内でのミラー９ｆとミラー反射型の試験用アンテナ６ｆの配置を示す模式図である。図９では、他のミラーと試験用アンテナは図示を省略している。試験用アンテナ６ｆは、水平面ＨＰより下方に配置され、ミラー９ｆは、ミラー面上の電波ビームの反射点Ｐ６が水平面ＨＰ上に位置するように、配置されている。試験用アンテナ６ｆから放射された電波ビームは、ミラー９ｆで反射してＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に送られる。また、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波ビームは、ミラー９ｆで反射して試験用アンテナ６ｆに送られる。仮に、ミラー９ｆが無いとすると、ＯＴＡチャンバ５０の外部に試験用アンテナ６Ａが配置されることとなり、遠方界測定に要するアンテナ間距離（Ｐ０−ＰＡ間距離）を確保することができない。ミラー９ｆにより電波ビームの伝搬経路を曲げることにより、試験用アンテナ６ｆをＯＴＡチャンバ５０内に配置すると共に、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を確保することができる。

【0075】

具体的には、図９において、Ｐ０−Ｐ６間距離とＰ６−Ｐ１６間距離とを合わせた距離は、遠方界測定に要するアンテナ間距離であるＰ０−ＰＡ間距離に等しくなっている。Ｐ６は、試験用アンテナ６ｆから放射された電波ビームがミラー９ｆ上で反射する反射点を示し、Ｐ１６は、試験用アンテナ６ｆの開口中心であり、ＰＡは仮想的な試験用アンテナ６Ａの開口中心である。Ｐ０−Ｐ６間の伝搬経路は水平面ＨＰ上にある。なお、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａから放射された電波ビームは、リフレクタ７上の反射点Ｐ１で反射されてＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に送られ、Ｐ１−Ｐ０間の伝搬経路も、水平面ＨＰ上にある。

【0076】

リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａは、いわゆる間接遠方界（ＩＦＦ）を形成し、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆは、直接遠方界（ＤＦＦ）を形成するようになっている。間接遠方界とは、球面波を平面波に変換するようなリフレクタを用いる反射型のアンテナにより形成される遠方界をいい、直接遠方界とは、そのようなリフレクタを用いないアンテナにより形成される遠方界をいう。なお、ミラー反射型の試験用アンテナ６は、ミラーを用いて電波ビームを反射させているが、試験用アンテナから遠方界までに電波ビームの進む距離は、ミラーのない場合と同じであるので、ＤＥＦ型のアンテナと考えることができる。

【0077】

ミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ及びミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａのリフレクタ７を反射してクワイエットゾーンＱＺを通る電波ビームの経路外に配置されている。この構成により、本実施形態に係る試験装置１は、良好なクワイエットゾーンＱＺを形成することができる。

【0078】

なお、本実施形態では、ミラー反射型のアンテナ６及びミラー９をそれぞれ５個ずつ備えているが、個数はこれに限定されず、試験内容により各個数を任意の数とし得る。

【0079】

また、本実施形態では、ミラー反射型の各試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが形成するクワイエットゾーンは、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａが形成するクワイエットゾーンＱＺと同一であるとしているが、これに限定されない。ミラー反射型の各試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが形成するクワイエットゾーンと、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａが形成するクワイエットゾーンＱＺとが異なっていてもよい。例えば、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａが形成するクワイエットゾーンＱＺの方を広くしておくと、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａを単独で使用してＲＦ特性等を測定する場合に、広いクワイエットゾーンを利用することができる。

【0080】

次に、本実施形態に係る試験装置１の統合制御装置１０及びＮＲシステムシミュレータ２０について、図２〜図４を参照して説明する。

【0081】

（統合制御装置）
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。

【0082】

図３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３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３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。

【0083】

ＣＰＵ１１ａは、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。外部インタフェース（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。

【0084】

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、ＯＴＡチャンバ５０における姿勢可変機構５６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。

【0085】

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３に示すように、呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、及びＤＵＴ姿勢制御部１７を有している。呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、及びＤＵＴ姿勢制御部１７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。

【0086】

呼接続制御部１４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。

【0087】

信号送受信制御部１５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、呼接続制御部１４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。更に、信号送受信制御部１５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。

【0088】

また、信号送受信制御部１５は、２つの試験用アンテナを用いて行うＲＲＭ特性等の送受信特性の試験では、到来角度の設定、使用する試験用アンテナの選択を行うようになっている。具体的には、所定の複数の到来角度（例えば、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°）のうち１つの到来角度を選択して測定条件として設定（ＲＡＭ１１ｃ等に記憶）する。到来角度はユーザが選択してもよいし、制御部１１等が自動で選択するようにしてもよい。信号送受信制御部１５は、設定された到来角度に基づいて、複数の試験用アンテナ６から使用する試験用アンテナを選択する。例えば、設定した到来角度が３０°の場合、信号送受信制御部１５は、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａとミラー反射型の第１の試験用アンテナ６ｂとを、使用する試験用アンテナとして選択する。このため、例えば、ＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、到来角度と試験用アンテナとの対応関係を示す到来角度−試験用アンテナ対応テーブル１７ｂが記憶されている。なお、到来角度の設定や、使用する試験用アンテナの選択は、制御部１１又はＮＲシステムシミュレータ２０の制御部２２が行うようにしてもよい。

【0089】

ＤＵＴ姿勢制御部１７は、姿勢可変機構５６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５６ａ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。

【0090】

ＤＵＴ姿勢制御部１７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５６を駆動制御する。

【0091】

（ＮＲシステムシミュレータ）
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。

【0092】

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と、Ｑ成分ベースバンド信号とのそれぞれに対してローカル信号をミキシングし、更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により信号処理部４０に出力する。

【0093】

信号処理部４０は、使用する一の試験用アンテナとの間で送受信する信号の周波数変換等の信号処理を行う第１信号処理部４０ａと、使用する他の試験用アンテナとの間で送受信する信号の周波数変換等の信号処理を行う第２信号処理部４０ｂと、を備えている。第１信号処理部４０ａは、使用する一の試験用アンテナに送信する試験信号に信号処理を施して信号切替部４１に出力する。第２信号処理部４０ｂは、使用する他の試験用アンテナに送信する試験信号に信号処理を施して信号切替部４１に出力する。信号切替部４１は、制御部２２の制御下で第１信号処理部４０ａと、使用する一の試験用アンテナとが接続され、第２信号処理部４０ｂと、使用する他の試験用アンテナとが接続されるように、信号経路を切り替える。よって、第１信号処理部４０ａから出力される試験信号は、信号切替部４１を介して、使用する一の試験用アンテナに送られ、該試験用アンテナからＤＵＴ１００に向けて出力される。また、第２信号処理部４０ｂから出力される試験信号は、信号切替部４１を介して、使用する他の試験用アンテナに送られ、該試験用アンテナからＤＵＴ１００に向けて出力される。

【0094】

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、信号切替部４１及び信号処理部４０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。

【0095】

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（ＲＦ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、スペクトラムなどを測定可能である。また、解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する受信特性（ＲＦ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）などを測定可能である。ここで、ＥＩＲＰは、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０の主ビーム方向の無線信号強度である。また、ＴＲＰは、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から空間に放射される電力の合計値である。

【0096】

解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００のＲＲＭ特性について、例えば、選択された一の試験用アンテナから選択された他の試験用アンテナへのハンドオーバ動作が正常に行われるか否か等を解析することもできるようになっている。

【0097】

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。

【0098】

操作部２３、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、コマンドなど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など、各種情報を表示する機能部である。

【0099】

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。

【0100】

（信号処理部）
次に、信号処理部４０について説明する。

【0101】

信号処理部４０は、ＮＲシステムシミュレータ２０と信号切替部４１の間に設けられ、使用する一の試験用アンテナとの間で送受信する信号の周波数変換等の信号処理を行う第１信号処理部４０ａと、使用する他の試験用アンテナとの間で送受信する信号の周波数変換等の信号処理を行う第２信号処理部４０ｂと、を備えている。

【0102】

第１信号処理部４０ａは、アップコンバータ、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等を備え、使用する一の試験用アンテナに送信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、周波数選択等の信号処理を施して信号切替部４１に出力する。また、第１信号処理部４０ａは、使用する一の試験用アンテナから信号切替部４１を介して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、周波数選択等の信号処理を施して信号測定部２１に出力するようになっている。

【0103】

第２信号処理部４０ｂは、アップコンバータ、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等を備え、使用する他の試験用アンテナに送信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、周波数選択等の信号処理を施して信号切替部４１に出力する。また、第２信号処理部４０ｂは、使用する他の試験用アンテナから信号切替部４１を介して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、周波数選択等の信号処理を施して信号測定部２１に出力するようになっている。

【0104】

信号切替部４１は、信号処理部４０と試験用アンテナ６の間に設けられ、制御部２２の制御下で第１信号処理部４０ａと、使用する一の試験用アンテナとが接続され、且つ／又は、第２信号処理部４０ｂと、使用する他の試験用アンテナとが接続されるように、信号経路を切り替えるようになっている。信号切替部４１は、信号処理部４０に含まれるようにしてもよい。

【0105】

（試験方法）
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。

【0106】

まず、ユーザは、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１内に設けられた姿勢可変機構５６のＤＵＴ載置部５６ｄに対して試験対象のＤＵＴ１００をセットする（ステップＳ１）。

【0107】

次いで、ユーザは、統合制御装置１０の操作部１２を用いて、ＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性についての測定の開始を制御部１１に指示する測定開始操作を行う。この測定開始操作は、ＮＲシステムシミュレータ２０の操作部２３により行うようにしてもよい。

【0108】

制御部１１は、予め定められた到来角度のうち１つを設定する（ステップＳ２）。例えば、予め定められた到来角度が３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°の場合、制御部１１は、そのうちの１つの到来角度（例えば３０°）を選択し、測定すべき到来角度として設定（例えばＲＡＭ１１ｃに記憶）する。到来角度の設定はユーザが行ってもよい。

【0109】

次いで、制御部１１は、ステップＳ２で設定された到来角度から、その到来角度を実現する２つの試験用アンテナ６を選択する。例えば、設定された到来角度が３０°の場合、試験用アンテナ６ａと試験用アンテナ６ｂを選択し、設定された到来角度が６０°の場合、試験用アンテナ６ａと試験用アンテナ６ｃを選択し、設定された到来角度が９０°の場合、試験用アンテナ６ａと試験用アンテナ６ｄを選択し、設定された到来角度が１２０°の場合、試験用アンテナ６ａと試験用アンテナ６ｅを選択し、設定された到来角度が１５０°の場合、試験用アンテナ６ａと試験用アンテナ６ｆを選択する。

【0110】

次いで、ＮＲシステムシミュレータ２０の制御部２２は、選択された試験用アンテナ６に信号経路を切り替える制御を行う。具体的には、ＮＲシステムシミュレータの制御部２２は、選択された２つの試験用アンテナの情報を制御部１１から取得し、切替信号を信号切替部４１に送る。信号切替部４１は、切替信号に従って、選択された試験用アンテナ６と信号処理部４０とが接続されるように信号経路を切り替える。

【0111】

制御部１１の呼接続制御部１４は、選択された試験用アンテナ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Ｓ４）。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、選択された試験用アンテナ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。

【0112】

なお、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験用アンテナ６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）の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。

【0113】

ステップＳ４での呼接続の確立後、統合制御装置１０のＤＵＴ姿勢制御部１７は、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を姿勢可変機構５６により所定の姿勢に制御する（ステップＳ５）。

【0114】

姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００が所定の姿勢に制御された後、統合制御装置１０の信号送受信制御部１５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、この信号送信指令に基づき、選択された試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に試験信号を送信する（ステップＳ６）。

【0115】

ＮＲシステムシミュレータ２０による試験信号送信制御は、以下のように実施される。ＮＲシステムシミュレータ２０（図４参照）において、信号発生部２１ａは、上記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）を信号処理部４０に送る。

【0116】

信号処理部４０は、ＯＴＡチャンバ５０内に設けられており、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、切替部１４０に出力する。切替部１４０は、信号処理部４０により信号処理がなされた信号を、選択された試験用アンテナ６に送り、試験用アンテナ６が該信号をＤＵＴ１００に向けて出力する。なお、制御部１１の試験用アンテナ６の選択に応じた２つの試験用アンテナの信号処理を行うために、信号処理部４０では複数の信号の処理も行うことができる。この場合は、試験用アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、２つの信号処理部４０との接続を切り替えるスイッチング機構を設けて複数の試験信号の信号処理を行う。

【0117】

なお、信号送受信制御部１５は、ステップＳ６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。

【0118】

一方、ＤＵＴ１００は、試験用アンテナ６を介して送られてくる試験信号（ＤＬデータ）を、ステップＳ５による上記姿勢制御に基づいて順次変化する異なる姿勢の状態でアンテナ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。

【0119】

ステップＳ６で試験信号の送信を開始した後、引き続き、信号送受信制御部１５による制御下で受信処理が行われる（ステップＳ７）。この受信処理では、試験用アンテナ６が、上記試験信号を受信したＤＵＴ１００から送信される被測定信号を受信し、信号切替部４１に出力する。信号切替部４１は、信号経路の切り替えなどを行い、被測定信号を信号処理部４０に出力する。信号処理部４０は、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。

【0120】

ＮＲシステムシミュレータ２０は、信号処理部４０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Ｓ８）。

【0121】

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、信号処理部４０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。更に、解析処理部２１ｈは、制御部２２の制御下で、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。なお、制御部１１の試験用アンテナ６の選択に応じた２つの試験用アンテナの信号処理を行うために、信号処理部４０は複数の信号の処理も行うことができる。この場合は、試験用アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、信号処理部４０との接続を切り替えるスイッチング機構を設けて複数の試験信号の処理を行う。

【0122】

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。

【0123】

例えば、ＤＵＴ１００の送信特性（ＲＦ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。

【0124】

また、ＤＵＴ１００の受信特性（ＲＦ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。

【0125】

また、ＤＵＴ１００のＲＲＭ特性については、例えば解析処理部２１ｈが、制御部２２の制御下で、選択された一の試験用アンテナから選択された他の試験用アンテナへのハンドオーバ動作が正常に行われるか否か等をＤＵＴ１００の姿勢を変えて試験するようにしてもよい。

【0126】

ステップＳ８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図示しないＲＡＭ等の記憶領域に記憶する。この測定結果は、表示部２４又は表示部１３に表示するようにしてもよい。

【0127】

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Ｓ９）。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Ｓ９でＮＯ）、ステップＳ５に戻って処理を続行する。

【0128】

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Ｓ９でＹＥＳ）、全ての到来角度について測定が終了しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。

【0129】

制御部１１は、全ての到来角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Ｓ１０でＮＯ）、ステップＳ２に戻って処理を続行する。制御部１１は、全ての到来角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Ｓ１０でＹＥＳ）、試験を終了する。

【0130】

以上述べたように、本実施形態に係る試験装置１は、リフレクタ７を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で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、ミラー９を介してアンテナ１１０との間で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とを含んでいる。ミラー９により電波の伝搬方向を変えることができるので、ＯＴＡチャンバ５０内の限られた小スペースにおいて電波の伝搬距離を長くすることができる。これにより、遠方界測定に必要な、試験用アンテナ６とＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間の距離を確保することができる。この構成により、従来のＤＦＦ方式のアンテナを用いるものより、ＯＴＡチャンバ５０を小型化し、試験装置１を低コスト化することができる。

【0131】

しかも、試験用アンテナ６は、リフレクタ７を用いて無線信号を間接的に送受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａと、ミラー９を介して無線信号を送受信するミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆとを含むハイブリッドな構成となっている。これにより、構造が複雑なリフレクタ反射型の試験用アンテナの個数を最小限に抑える一方、ミラー反射型の試験用アンテナに比べて比較的広いクワイエットゾーンを形成し得るリフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａを単独で用いる場合には、広いクワイエットゾーンを利用することもできる。したがって、本実施形態に係る試験装置１は、ＤＵＴ１００のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施することができる。

【0132】

（第２の実施形態）
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。

【0133】

第２の実施形態に係る試験装置は、１つのミラー反射型の試験用アンテナ６ｇ及び方向変更機構６０が用いられている点で、５つのミラー反射型の試験用アンテナ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが用いられている第１の実施形態と相違している。その他の構成要素は同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

【0134】

図１１は、ＯＴＡチャンバ５０Ａの正面側の側板を取り除いて正面側から見た正面図であり、図１２は、ＯＴＡチャンバ５０Ａ内でのミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆとミラー反射型の試験用アンテナ６ｇの配置を示す模式図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態に係るＯＴＡチャンバ５０Ａ内には、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とが設置されている。また、ＯＴＡチャンバ５０Ａ内には、複数のミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆから選択された一つを介して無線信号を送受信する試験用アンテナ６ｇが設置されている。試験用アンテナ６ｇは、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナを有している。

【0135】

ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、第１の実施形態と同様に、各ミラー面がＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰと交差するように配置されている。第１の実施形態と異なるのは、各ミラー９が、１つのミラー反射型の試験用アンテナ６ｇから放射された電波ビームをＤＵＴ１００に向けて反射するような姿勢で配置されている点である。

【0136】

本実施形態に係る試験装置は、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｇの電波送信方向を複数のミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの一つに向けるよう変更する方向変更機構６０を更に備えている。なお、本実施形態の方向変更機構６０は、本発明の方向変更手段に対応する。

【0137】

図１３に示すように、試験用アンテナ６ｇは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰより下方に配置されている。ミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆは、ミラー面上の電波ビームの反射点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が水平面ＨＰ上に位置するように、配置されている。試験用アンテナ６ｇは、方向変更機構６０によりミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの任意の一つに方向を設定できるようになっている。

【0138】

例えば、試験用アンテナ６ｇがミラー９ｆの方向に向けられている場合、試験用アンテナ６ｇから放射された電波ビームは、ミラー９ｆで反射してＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に送られる。また、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波ビームは、ミラー９ｆで反射して試験用アンテナ６ｇに送られる。このとき仮に、ミラー９ｆが無いとすると、ＯＴＡチャンバ５０Ａの外部に試験用アンテナ６Ａが配置されることとなり、遠方界測定に要するアンテナ間距離（Ｐ０−ＰＡ間距離）を確保することができない。ミラー９ｆにより電波ビームの伝搬経路を曲げることにより、試験用アンテナ６ｆをＯＴＡチャンバ５０Ａ内に配置すると共に、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を確保することができる。

【0139】

具体的には、図１２において、Ｐ０−Ｐ６間距離とＰ６−Ｐ７間距離とを合わせた距離は、遠方界測定に要するアンテナ間距離であるＰ０−ＰＡ間距離に等しくなっている。Ｐ７は、試験用アンテナ６ｇの開口中心であり、Ｐ０−Ｐ６間の伝搬経路は水平面ＨＰ上にある。

【0140】

試験用アンテナ６ｇがミラー９ｆ以外のミラーの方向に向けられている場合も同様である。例えば、試験用アンテナ６ｇがミラー９ｂに向けられている場合は、試験用アンテナ６ｇから放射された電波ビームは、ミラー９ｂで反射してＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に送られる。また、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波ビームは、ミラー９ｂで反射して試験用アンテナ６ｇに送られる。Ｐ０−Ｐ２間距離とＰ２−Ｐ７間距離とを合わせた距離は、遠方界測定に必要とされる最短のアンテナ間距離以上に設定される。

【0141】

図１３は、第２の実施形態に係るミラー９ｂとミラー反射型の試験用アンテナ６ｇを示す模式図である。図１３に示すように、試験用アンテナ６ｇは、ＯＴＡチャンバ５０Ａの底面５２ａ上に設置された方向変更機構６０に取り付けられている。方向変更機構６０は、試験用アンテナ６ｇを底面５２ａに平行な回転軸部６１を中心に回転できると共に、回転軸部６１に垂直な回転軸部６２を中心に回転できるようになっている。これにより、試験用アンテナ６ｇは、電波ビームの放射方向をミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆのうち選択された１つのミラーの方向に自在に変更できるようになっている。方向変更機構６０は、２軸ポジショナであるが、ミラー９の配置によっては１軸ポジショナであってもよい。

【0142】

図１３に示すように、ミラー９ｂは、ＯＴＡチャンバ５０Ａの底面５２ａ上に設置されたミラー保持具７０に取り付けられている。ミラー保持具７０は、支柱７１と、ミラー９ｂを取り付けるための取付部７４とを有している。取付部７４は、底面５２ａに垂直な回転軸部７２を中心として回転できると共に、回転軸部７２に垂直な回転軸部７３を中心として回転できるようになっている。これにより、取付部７４に取り付けられたミラー９ｂは、姿勢を自在に調整できるようになっており、試験用アンテナ６ｇから放射された電波ビームがミラー９ｂで反射してＤＵＴ１００に向かうように、ミラー９ｂの姿勢が調整される。

【0143】

なお、本実施形態では、１つのミラー反射型のアンテナ６ｇと、５つのミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆが用いられているが、個数はこれに限定されず、試験内容により任意の個数とし得る。

【0144】

（第３の実施形態）
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。

【0145】

第３の実施形態に係る試験装置は、１つのミラー９ｄが用いられている点で、５つのミラー９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆが用いられている第１の実施形態と相違している。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

【0146】

図１４は、本実施形態に係るＯＴＡチャンバ５０Ｂの天板を取り除いて上方から見た平面図であり、図１５は、ＯＴＡチャンバ５０Ｂの正面側の側板を取り除いて正面側から見た正面図である。図１４及び図１５に示すように、ＯＴＡチャンバ５０Ｂ内に、リフレクタ反射型の試験用アンテナ６ａと、それに対応するリフレクタ７と、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｄと、それに対応するミラー９ｄとが設けられている。本実施形態では、更に、ＯＴＡチャンバ５０Ｂ内に、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で直接、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が設けられている。各試験用アンテナ６は、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナを有している。

【0147】

ミラー９ｄは、ミラー面上の電波ビームの反射点Ｐ４がＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰ上に存在するように、配置されている。ミラー反射型の試験用アンテナ６ｄは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を通る水平面ＨＰより下方に配置されている。

【0148】

ミラー反射型の試験用アンテナ６ｄから放射された電波ビームは、ミラー９ｄで反射してＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０に送られる。また、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された電波ビームは、ミラー９ｄで反射して試験用アンテナ６ｄに送られる。Ｐ０−Ｐ４間距離とＰ４−Ｐ１４間距離とを合わせた距離は、遠方界測定に必要とされる最短のアンテナ間距離以上に設定されている。

【0149】

本実施形態では、直接型の試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋは、ＤＵＴ１００の配置位置Ｐ０を中心に半径ｒ１の仮想球面Ｓ上でかつ水平面ＨＰ上に配置されている。具体的には、直接型の試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋそれぞれの反射面上の電波ビームの反射点Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２５、Ｐ２６が、水平面ＨＰ上にある。なお、直接型の試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋは、ＤＵＴ１００から同一距離に配置されている必要は無く、試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋのそれぞれとＤＵＴ１００が異なった距離をとってもよい。

【0150】

上記述べたように、本実施形態に係る試験装置は、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を直線距離で確保できるものについては、直接型の試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋを用い、遠方界測定に必要なアンテナ間距離を直線距離で確保できないものについてだけ、ミラー反射型の試験用アンテナ６ｄを用いるような態様に好適である。これにより、ミラーの個数を必要最小限に抑えることができる。

【0151】

なお、本実施形態では、４つの直接型の試験用アンテナ６ｈ、６ｉ、６ｊ、６ｋと、１つのミラー反射型の試験用アンテナ６ｄが用いられているが、個数はこれに限定されず、試験内容により任意の個数とし得る。

【0152】

また、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。

【0153】

以上述べたように、本発明は、被試験対象のＲＦ特性やＲＲＭ特性等の送受信特性についての遠方界測定を精度よく低コストで実施できるという効果を有し、無線端末の試験装置及び試験方法の全般に有用である。

【符号の説明】

【0154】

１ 試験装置
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】