特許 6616810 無線端末の受信特性測定システムおよび測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6616810

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】無線端末の受信特性測定システムおよび測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/08 20060101AFI20191125BHJP

   G01R 29/10 20060101ALI20191125BHJP

   H04B 17/29 20150101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   G01R29/08 A

   G01R29/10 E

   H04B17/29

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-149406(P2017-149406)

(22)【出願日】2017年8月1日

(65)【公開番号】特開2019-27978(P2019-27978A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2018年8月20日

(73)【特許権者】

【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】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140501

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 栄一郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 智紀

(72)【発明者】

【氏名】山本 綾

【審査官】 島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６４７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１７２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８３４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１８５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９３７７４９５（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１７６３７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２３３０８４４（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２９／０８

Ｇ０１Ｒ ２９／１０

Ｈ０４Ｂ １７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部からの電波の進入および内部での電波の反射が抑制された測定空間内の所定位置に固定された指向特性既知の測定用アンテナ（２１）と、
前記測定空間内で、前記測定用アンテナの位相中心から所定距離だけ離れた位置を基準点とし、該基準点の近傍で測定対象の無線端末（１）を保持し、該保持した前記無線端末を、前記基準点を中心にして前記測定用アンテナから遠方界測定の距離条件を満たす領域内で回転させる端末保持回転機構（３０）と、
前記測定用アンテナに測定用信号を供給する送信手段（４０）と、
前記端末保持回転機構に保持された前記無線端末が端末アンテナを介して受信した前記測定用信号に対する応答をモニタする応答モニタ手段（４５）と、
前記端末保持回転機構を制御して前記無線端末を基準位置から回転させ、その回転角毎に前記応答モニタ手段で得られた応答と、前記無線端末の端末アンテナに入射される測定用信号の電力とから、前記無線端末の受信特性を求める受信特性取得手段（５１）とを備えた無線端末の受信特性測定システムであって、
前記測定空間内で、前記無線端末が前記基準位置にあるときの前記端末アンテナの位置を入力させるためのアンテナ位置入力手段（５２）と、
前記入力された前記端末アンテナの位置に基づいて、前記測定用アンテナの位相中心からみた前記基準点の方向に対する前記測定用アンテナの位相中心からみた前記端末アンテナの方向のずれを表す前記無線端末の回転角毎の角度誤差、前記測定用アンテナの位相中心から前記基準点までの距離と前記測定用アンテナの位相中心から前記端末アンテナまでの距離との差によって生じる前記無線端末の回転角毎の自由空間の伝搬損失誤差、および前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とで決まる前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差を出力する誤差情報出力手段（６０、６０′）と、
前記受信特性取得手段が前記無線端末の受信特性を求める際に、前記誤差情報出力手段から出力された前記伝搬損失誤差および前記利得誤差に応じて、前記送信手段から前記測定用アンテナに供給される測定用信号の電力を補正するとともに、該補正した電力の測定用信号により取得された前記回転角に対する受信特性を前記角度誤差により補正し、前記端末アンテナを前記基準点の位置で回転させたと仮定した場合の受信特性を求める補正手段（７０）とを備えたことを特徴とする無線端末の受信特性測定システム。

【請求項2】

前記誤差情報出力手段は、
前記入力された前記端末アンテナの位置により、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差を算出する角度誤差算出手段（６１）と、
前記入力された前記端末アンテナの位置により、前記無線端末の回転角毎の前記自由空間の伝搬損失誤差を算出する伝搬損失誤差算出手段（６２）と、
前記角度誤差算出手段により算出された前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性から、前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差を算出する利得誤差算出手段（６３）とを含むことを特徴とする請求項１記載の無線端末の受信特性測定システム。

【請求項3】

前記誤差情報出力手段は、
前記測定空間内で、測定対象候補の無線端末が前記基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置を設定し、該複数の候補位置のそれぞれについて、予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差が記憶されている角度誤差記憶手段（６５）と、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記自由空間の伝搬損失誤差が記憶されている伝搬損失誤差記憶手段（６６）と、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記角度誤差記憶手段に記憶されている前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とにより予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差が記憶されている利得誤差記憶手段（６７）と、
前記複数の候補位置のうち、前記アンテナ位置入力手段によって入力された位置に対応する候補位置に対して前記角度誤差記憶手段、前記伝搬損失誤差記憶手段および前記利得誤差記憶手段に予め記憶されていた前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を読み出して前記補正手段に与える誤差情報読出手段（６８）とを含むことを特徴とする請求項１記載の無線端末の受信特性測定システム。

【請求項4】

前記受信特性取得手段は、
前記端末アンテナに入射する測定用信号の電力と、該測定用信号に対して前記応答モニタ手段でモニタされた前記無線端末の応答から得られるスループットとの関係を表す受信特性を、前記無線端末の回転角毎に取得することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線端末の受信特性測定システム。

【請求項5】

外部からの電波の進入および内部での電波の反射が抑制された測定空間内で、所定位置に固定された指向特性既知の測定用アンテナ（２１）の位相中心から所定距離離れた位置を基準点とし、該基準点の近傍で保持した測定対象の無線端末（１）を、前記測定用アンテナから遠方界測定の距離条件を満たす領域内で前記基準点を中心に基準位置から回転させ、前記測定用アンテナから送信される測定用信号を端末アンテナで受信した前記無線端末の応答をモニタし、該応答と前記無線端末の端末アンテナに入射される測定用信号の電力とから、前記無線端末の受信特性を求める無線端末の受信特性測定方法であって、
前記測定空間内で、前記無線端末が前記基準位置にあるときの前記端末アンテナの位置を入力させる段階と、
前記入力された前記端末アンテナの位置に基づいて、前記測定用アンテナの位相中心からみた前記基準点の方向に対する前記測定用アンテナの位相中心からみた前記端末アンテナの方向のずれを表す前記無線端末の回転角毎の角度誤差、前記測定用アンテナの位相中心から前記基準点までの距離と前記測定用アンテナの位相中心から前記端末アンテナまでの距離との差によって生じる前記無線端末の回転角毎の自由空間の伝搬損失誤差、および、前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とで決まる前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差の各誤差を出力する段階と、
前記受信特性を取得する際に、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差に応じて、前記測定用アンテナに供給される測定用信号の電力を補正するとともに、該補正した電力の測定用信号により取得された前記回転角に対する受信特性を前記角度誤差により補正し、前記端末アンテナを前記基準点の位置で回転させたと仮定した場合の受信特性を求める段階とを含むことを特徴とする無線端末の受信特性測定方法。

【請求項6】

前記各誤差を出力する段階は、
前記入力された前記端末アンテナの位置を用いた演算によって、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を算出することを特徴とする請求項５記載の無線端末の受信特性測定方法。

【請求項7】

前記測定空間内で、測定対象候補の無線端末が前記基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置を設定し、該複数の候補位置のそれぞれについて、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記自由空間の伝搬損失誤差、および、前記測定用アンテナの利得誤差を求めて予め記憶しておく段階を含み、
前記各誤差を出力する段階は、前記複数の候補位置のうち、前記入力された端末アンテナの位置に対応する候補位置に対して予め記憶されていた前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を読み出すことを特徴とする請求項５記載の無線端末の受信特性測定方法。

【請求項8】

前記受信特性の取得の際には、前記端末アンテナに入射する測定用信号の電力と、該測定用信号に対して前記モニタされた前記無線端末の応答から得られるスループットとの関係を表す受信特性を、前記無線端末の回転角毎に取得することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の無線端末の受信特性測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、無線ルータ等の無線端末の受信特性を、正確に測定するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

第３世代、第４世代と呼ばれる無線端末で使用されている周波数（例えば８００ＭＨｚ／２０００ＭＨｚなど）に対して、次世代（第５世代）の無線端末で使用される周波数は、例えば２４．２５ＧＨｚ／２８ＧＨｚ／３９ＧＨｚなどのミリ波帯が割り当てられることが決まっており、このミリ波帯を用いる無線端末の受信特性を測定するための技術が要求されている。

【0003】

一般的に、無線端末の受信特性としては、入射波の強度の変化に対し、規定のスループットを維持できるか否か等の測定があり、入射波に対して無線端末の姿勢が変わることによる影響も調べる必要がある。

【0004】

無線端末の受信特性を実際の使用環境に近い環境で測定する場合、その無線端末の端末アンテナから遠方界測定の条件を満たす距離だけ離れた測定用アンテナから放射された電波が、無線端末のアンテナに入射する位置の電界強度あるいは入射電力の大きさ（以下、電波の強さという）を特定する必要がある。遠方界測定の距離条件とは、送受のアンテナ間の距離Ｒが次の条件を満たした状態で測定することである。
Ｒ≧２Ｄ^２／λ
ただし、λは使用電波の自由空間波長（ｍ）、Ｄは送受のアンテナの開口の最大径のうち、より径の大きい方（ｍ）である。

【0005】

仮に、Ｄを波長λの４倍とすると、
Ｒ≧２Ｄ^２／λ＝２（１６λ^２）／λ＝３２λ
となり、電波の周波数を３０ＧＨｚとすればλ＝１０ｍｍとなり、遠方界測定に必要な距離Ｒは３２ｃｍ以上となる。

【0006】

ただし、外部からの無用な電波の進入や、測定用信号の無用な反射等の影響を受けないように測定するためには、電波無響室等の環境下で、無線端末と測定用アンテナとを距離Ｒだけ離し、測定用アンテナから出射した電波を無線端末の端末アンテナに所定の強さあるいは異なる強さで与えて所定の受信特性を求める処理を、端末保持回転機構により、無線端末を、その端末アンテナの位相中心を中心として、例えば水平方向および垂直方向に回転させながら行い、全方位についての受信特性を求める必要がある。

【0007】

なお、アンテナの位相中心とは、電波の発射、入射において仮想的に電波の集中点と見なせる点であり、その位置はアンテナの形式に依存している。例えば、ダイポール系のアンテナであれば給電点近傍が位相中心となり、ホーン系のアンテナではホーン開口部の中心線上でホーンのやや内側に位相中心がある。理想的なアンテナではこの位相中心は一点に定まるが、現実のアンテナでは種々の要因でばらつく。ここでは、その平均の位置をアンテナの位相中心と定義し、アンテナ自体の位相中心の位置のばらつきに関しては、測定系の他の誤差に比べて無視できる程度に十分小さいものとして扱う。また、以下の説明で、「アンテナの位置」とは、特にことわらない限り、立体的あるいは平面的な拡がりをもつアンテナの物理的な位置でなく、アンテナの電気的機能を果たす位相中心を示すものとする。

【0008】

なお、上記した遠方界測定の距離条件については、次の非特許文献１、２等に記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】１９８９年１２月３０ 第１版第５刷発行 オーム社 アンテナ工学ハンドブック 電子情報通信学会編 pp.439-446

【非特許文献2】昭和５４年３月３０日 第１版第１刷発行 オーム社 電子通信ハンドブック 電子情報通信学会編 pp.1534

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、昨今の携帯電話やスマートフォン等の無線端末の端末アンテナは端末筐体内に設けられており、その端末アンテナの位置（厳密には前記した位相中心；以下同様）が、端末保持回転機構の回転中心に一致するように無線端末を設置できれば問題ないが、試験対象となる無線端末は、機種により外形や大きさが異なり、しかも内部に設けられた端末アンテナの位置にも統一性がない。

【0011】

したがって、これら種々の無線端末について端末アンテナを含めた受信特性の測定を行なうために、その端末アンテナの位置が、端末保持回転機構の回転中心となるように無線端末を設置しなければならず、例えばＸＹＺステージのような極めて複雑で大掛かりな位置合わせ機構が必要となり、しかもこの位置合わせ機構を無線端末の近傍に設けることによる電波への影響が避けられない。

【0012】

これに対処する方法として、端末保持回転機構の回転中心から端末アンテナまでの距離に対して回転中心から測定用アンテナまで距離Ｒを十分長くとり、端末アンテナの位置が回転中心からずれていることによる測定への影響を低減することも考えられる。例えば、距離Ｒを、回転中心から端末アンテナまでの距離（一般的なスマートフォン等の無線端末では最大で数１０ミリ程度）に対して十分長い数ｍに設定すれば、端末アンテナの位置が回転中心からずれていることによる測定への影響をかなり小さくできる。

【0013】

ところが、図１０に示すように、８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯に比べて、ミリ波帯（２８ＧＨｚ）の自由空間の伝搬損失は格段に大きく、上記のように距離Ｒを数ｍ以上にすれば、伝搬損失が７０ｄＢ以上となり、受信特性の測定を精度よく行なうことが困難となる。

【0014】

本発明は、この問題を解決し、試験対象の無線端末と測定用アンテナとの間の距離が、遠方界の測定条件を満たし、且つその間の伝搬損失が大きくならない比較的近距離であっても、端末アンテナの位置が端末保持回転機構の回転中心からずれていることによる測定への影響を生じさせることなく、正確な受信特性の測定が行なえる無線端末の受信特性測定システムおよび測定方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の無線端末の受信特性測定システムは、
外部からの電波の進入および内部での電波の反射が抑制された測定空間内の所定位置に固定された指向特性既知の測定用アンテナ（２１）と、
前記測定空間内で、前記測定用アンテナの位相中心から所定距離だけ離れた位置を基準点とし、該基準点の近傍で測定対象の無線端末（１）を保持し、該保持した前記無線端末を、前記基準点を中心にして前記測定用アンテナから遠方界測定の距離条件を満たす領域内で回転させる端末保持回転機構（３０）と、
前記測定用アンテナに測定用信号を供給する送信手段（４０）と、
前記端末保持回転機構に保持された前記無線端末が端末アンテナを介して受信した前記測定用信号に対する応答をモニタする応答モニタ手段（４５）と、
前記端末保持回転機構を制御して前記無線端末を基準位置から回転させ、その回転角毎に前記応答モニタ手段で得られた応答と、前記無線端末の端末アンテナに入射される測定用信号の電力とから、前記無線端末の受信特性を求める受信特性取得手段（５１）とを備えた無線端末の受信特性測定システムであって、
前記測定空間内で、前記無線端末が前記基準位置にあるときの前記端末アンテナの位置を入力させるためのアンテナ位置入力手段（５２）と、
前記入力された前記端末アンテナの位置に基づいて、前記測定用アンテナの位相中心からみた前記基準点の方向に対する前記測定用アンテナの位相中心からみた前記端末アンテナの方向のずれを表す前記無線端末の回転角毎の角度誤差、前記測定用アンテナの位相中心から前記基準点までの距離と前記測定用アンテナの位相中心から前記端末アンテナまでの距離との差によって生じる前記無線端末の回転角毎の自由空間の伝搬損失誤差、および前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とで決まる前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差を出力する誤差情報出力手段（６０、６０′）と、
前記受信特性取得手段が前記無線端末の受信特性を求める際に、前記誤差情報出力手段から出力された前記伝搬損失誤差および前記利得誤差に応じて、前記送信手段から前記測定用アンテナに供給される測定用信号の電力を補正するとともに、該補正した電力の測定用信号により取得された前記回転角に対する受信特性を前記角度誤差により補正し、前記端末アンテナを前記基準点の位置で回転させたと仮定した場合の受信特性を求める補正手段（７０）とを備えたことを特徴とする。

【0016】

また、本発明の請求項２の無線端末の受信特性測定システムは、請求項１記載の無線端末の受信特性測定システムにおいて、
前記誤差情報出力手段は、
前記入力された前記端末アンテナの位置により、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差を算出する角度誤差算出手段（６１）と、
前記入力された前記端末アンテナの位置により、前記無線端末の回転角毎の前記自由空間の伝搬損失誤差を算出する伝搬損失誤差算出手段（６２）と、
前記角度誤差算出手段により算出された前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性から、前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差を算出する利得誤差算出手段（６３）とを含むことを特徴とする。

【0017】

また、本発明の請求項３の無線端末の受信特性測定システムは、請求項１記載の無線端末の受信特性測定システムにおいて、
前記誤差情報出力手段は、
前記測定空間内で、測定対象候補の無線端末が前記基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置を設定し、該複数の候補位置のそれぞれについて、予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差が記憶されている角度誤差記憶手段（６５）と、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記自由空間の伝搬損失誤差が記憶されている伝搬損失誤差記憶手段（６６）と、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記角度誤差記憶手段に記憶されている前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とにより予め求められた前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差が記憶されている利得誤差記憶手段（６７）と、
前記複数の候補位置のうち、前記アンテナ位置入力手段によって入力された位置に対応する候補位置に対して前記角度誤差記憶手段、前記伝搬損失誤差記憶手段および前記利得誤差記憶手段に予め記憶されていた前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を読み出して前記補正手段に与える誤差情報読出手段（６８）とを含むことを特徴とする。

【0018】

また、本発明の請求項４の無線端末の受信特性測定システムは、請求項１〜３のいずれかに記載の無線端末の受信特性測定システムにおいて、
前記受信特性取得手段は、
前記端末アンテナに入射する測定用信号の電力と、該測定用信号に対して前記応答モニタ手段でモニタされた前記無線端末の応答から得られるスループットとの関係を表す受信特性を、前記無線端末の回転角毎に取得することを特徴とする。

【0019】

また、本発明の請求項５の無線端末の受信特性測定方法は、
外部からの電波の進入および内部での電波の反射が抑制された測定空間内で、所定位置に固定された指向特性既知の測定用アンテナ（２１）の位相中心から所定距離離れた位置を基準点とし、該基準点の近傍で保持した測定対象の無線端末（１）を、前記測定用アンテナから遠方界測定の距離条件を満たす領域内で前記基準点を中心に基準位置から回転させ、前記測定用アンテナから送信される測定用信号を端末アンテナで受信した前記無線端末の応答をモニタし、該応答と前記無線端末の端末アンテナに入射される測定用信号の電力とから、前記無線端末の受信特性を求める無線端末の受信特性測定方法であって、
前記測定空間内で、前記無線端末が前記基準位置にあるときの前記端末アンテナの位置を入力させる段階と、
前記入力された前記端末アンテナの位置に基づいて、前記測定用アンテナの位相中心からみた前記基準点の方向に対する前記測定用アンテナの位相中心からみた前記端末アンテナの方向のずれを表す前記無線端末の回転角毎の角度誤差、前記測定用アンテナの位相中心から前記基準点までの距離と前記測定用アンテナの位相中心から前記端末アンテナまでの距離との差によって生じる前記無線端末の回転角毎の自由空間の伝搬損失誤差、および、前記角度誤差と前記測定用アンテナの指向特性とで決まる前記無線端末の回転角毎の前記測定用アンテナの利得誤差の各誤差を出力する段階と、
前記受信特性を取得する際に、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差に応じて、前記測定用アンテナに供給される測定用信号の電力を補正するとともに、該補正した電力の測定用信号により取得された前記回転角に対する受信特性を前記角度誤差により補正し、前記端末アンテナを前記基準点の位置で回転させたと仮定した場合の受信特性を求める段階とを含むことを特徴とする。

【0020】

また、本発明の請求項６の無線端末の受信特性測定方法は、請求項５記載の無線端末の受信特性測定方法において、
前記各誤差を出力する段階は、
前記入力された前記端末アンテナの位置を用いた演算によって、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を算出することを特徴とする。

【0021】

また、本発明の請求項７の無線端末の受信特性測定方法は、請求項５記載の無線端末の受信特性測定方法において、
前記測定空間内で、測定対象候補の無線端末が前記基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置を設定し、該複数の候補位置のそれぞれについて、前記無線端末の回転角毎の前記角度誤差、前記自由空間の伝搬損失誤差、および、前記測定用アンテナの利得誤差を求めて予め記憶しておく段階を含み、
前記各誤差を出力する段階は、
前記複数の候補位置のうち、前記入力された端末アンテナの位置に対応する候補位置に対して予め記憶されていた前記角度誤差、前記伝搬損失誤差および前記利得誤差を読み出すことを特徴とする。

【0022】

また、本発明の請求項８の無線端末の受信特性測定方法は、請求項５〜７のいずれかに記載の無線端末の受信特性測定方法において、
前記受信特性の取得の際には、前記端末アンテナに入射する測定用信号の電力と、該測定用信号に対して前記モニタされた前記無線端末の応答から得られるスループットとの関係を表す受信特性を、前記無線端末の回転角毎に取得することを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

このように、本発明の無線端末の受信特性測定システムでは、測定対象の無線端末を基準点を中心に回転させ、その回転角毎に測定用アンテナから出力された測定用信号に対する無線端末の受信特性を測定する測定システムにおいて、受信特性を求める際に、測定用アンテナに供給する測定用信号の電力を、無線端末の回転に伴って生じる伝搬損失誤差および利得誤差により補正し、その補正された電力の測定用信号により取得された回転角毎の受信特性に対し、無線端末の回転に伴って生じる角度誤差による角度補正を加えることで、無線端末の端末アンテナを基準点の位置で回転させたと仮定したときの受信特性を求めている。

【0024】

このため、試験対象の無線端末と測定用アンテナとの間の距離が、遠方界の測定条件を満たし、且つその間の伝搬損失が大きくならない比較的近距離であっても、端末アンテナの位置が回転中心からずれていることによる測定への影響を生じさせることなく、正確な受信特性の測定が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態の全体構成図

【図2】受信特性の一実施例を説明するための図

【図3】角度誤差を説明するための図

【図4】伝搬損失誤差および角度誤差を説明するための図

【図5】角度誤差に伴う測定アンテナの利得誤差を説明するための図

【図6】実施形態の要部の処理を示す図

【図7】実施形態の要部の処理を示す図

【図8】本発明の別の実施形態の全体構成図

【図9】本発明の別の実施形態の要部のデータ記憶例を示す図

【図10】周波数に対する自由空間伝搬損失の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態の無線端末の受信特性測定システム（以下、単に測定システムと記す）２０の構成を示している。

【0027】

この測定システム２０は、測定用アンテナ２１、端末保持回転機構３０、送信手段４０、応答モニタ手段４５、コンピュータ構成の演算処理部５０により構成されている。

【0028】

測定用アンテナ２１は、外部からの電波の進入および内部での電波の反射が抑制された測定空間（図示せず）内の所定位置に固定された指向特性既知のアンテナであり、同様に測定空間内に配置された測定対象の無線端末１に向かって測定用信号を出力する。ミリ波帯では、図１に示しているようなホーンアンテナや、プリント基板上にアンテナ素子がパターン形成されたアンテナ（例えばテーパスロットアンテナ）等を含む各種アンテナを用いることができる。

【0029】

端末保持回転機構３０は、測定空間内で、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑからその指向特性の基準方向（通常は開口に直交する最大利得方向）に所定距離Ｒだけ離れた位置を基準点Ｏとし、その基準点Ｏの近傍で測定対象の無線端末１を保持し、保持した無線端末１を、基準点Ｏを中心にして測定用アンテナ２１から遠方界測定の距離条件を満たす領域内で回転させる。

【0030】

この実施形態では、測定空間が基準点Ｏを原点とするＸＹＺ直交座標系で表されるものとし、測定用アンテナ２１の位相中心ＱがＸ軸上に位置し、Ｚ軸が図１において鉛直方向、Ｙ軸がＸ軸、Ｚ軸に直交する方向とする。端末保持回転機構３０は、保持した無線端末を基準点Ｏを中心とし、３つの直交軸ＸＹＺのうち、少なくともＺ軸回りとＹ軸回りに回転させる構造とする。なお、Ｘ軸回りの回転も含めた３軸構造とすることもできる。

【0031】

上記したように、ここでは、測定空間を基準点Ｏを原点とするＸＹＺ直交座標系で表すが、測定空間を定義する座標系の原点位置は任意であり、基準点Ｏ以外に、例えば測定用アンテナ２１の位相中心Ｑ等を原点としてもよく、また直交座標系だけでなく、基準点Ｏや測定用アンテナ２１の位相中心Ｑ等を原点とする極座標系を用いることもできる。

【0032】

端末保持回転機構３０の具体的な機構は詳述しないが、例えば、図１のように、無線端末１を保持する保持台３１を、基準点Ｏを中心にしてステッピングモータやサーボモータ等の回転装置３２、３３によりＺ軸回りおよびＹ軸回りに所定角度ステップで回転させる機構であれば任意の構造が採用できる。これらの回転角の制御は演算処理部５０によって行なわれる。保持台３１の材質、形状は、その保持機構を含めて、無線端末１の端末アンテナ１ａの受信特性への影響が少ないものが採用されている。

【0033】

送信手段４０は、受信特性の測定に必要な測定用信号を測定用アンテナ２１に供給して、無線端末１へ送信するものであり、測定用アンテナ２１に供給する測定用信号の電力を可変できる機能を有している。

【0034】

ここで、測定したい無線端末の受信特性としては、一般的に、希望波の入射電力（あるいは妨害波）の入射電力とスループットとの関係を表す特性等があり、このようなスループットを定量的に求めるためには、無線端末１に対してデータを連続的に送信し、そのデータに対して、無線端末１がデータを受信確認したことを表す受信確認メッセージ（ＡＣＫメッセージ）を送信元に返信する機能を用いることになる。スループットは、送信したデータの数に対して受信確認メッセージが返送される割合を表すものであり、スループットに関わる受信特性を測定する場合、測定用信号（データ）に対する応答がこの受信確認メッセージとなり、応答モニタ手段４５がこの受信確認メッセージを検出することになる。なお、以下の説明では、電波の強さを電力で表すが電界強度を用いてもよい。

【0035】

応答モニタ手段４５は、所望の受信特性を得るために無線端末１に送信した測定用信号に対する応答をモニタするものである。前記したように、受信特性が無線端末１に対する測定用信号（希望波だけでなく妨害波を含む場合もある）の入射電力とスループットとの関係を表すものであれば、無線端末１が出力する受信確認メッセージをモニタすることになる。その場合、応答モニタ手段４５としては、無線端末１から出力される電波を受信して受信確認メッセージ等を復調する無線受信装置の機能を有するもので構成でき、送信手段４０とともに、無線端末との間で通信を行なう基地局装置の送受信機能を用いることができる。

【0036】

また、無線受信装置以外の形態としては、無線端末１の通信用コネクタにケーブル接続して、無線端末内の通信処理部との通信により、受信確認メッセージやその他受信特性の測定に必要なメッセージ等をモニタできるものであってもよい。

【0037】

演算処理部５０は、この測定システム２０に必要な様々な制御および演算処理を実行するが、ここでは、前記した端末保持回転機構３０に対する制御により、無線端末１の回転角毎の受信特性を取得する処理と、その受信特性を取得する際に必要な、無線端末１の回転に伴う端末アンテナの位置変化による測定系の各種誤差の算出処理および誤差補正処理を行なう。

【0038】

演算処理部５０の受信特性取得手段５１は、端末保持回転機構３０を制御して無線端末１を基準位置から回転させるとともに、送信手段４０が測定用アンテナ２１に出力する測定用信号の電力を指定し、その測定用信号に対する無線端末１の応答を応答モニタ手段４５から受けることで、所望の受信特性（実際には、後述するように角度誤差が含まれる仮の受信特性）を取得する。

【0039】

ここで、受信特性の内容が、例えば、図２に示すように、無線端末１の回転角が（φ，θ）のときに、希望波について入射電力の上限値Ｐ１（例えば−２５ｄＢｍ）と下限値Ｐ２（例えば−１００ｄＢｍ）のスループットＵ１（φ，θ）、Ｕ２（φ，θ）をそれぞれ求めるものであるとする（Ｐ１とＰ２以外に、その間の少なくとも一つの入射電力のスループット、例えば入射電力Ｐ３のスループットＵ３を求める場合もある）。

【0040】

以下の説明では、上記したように、規定の入射電力Ｐ１、Ｐ２に対するスループットの値Ｕ１（φ，θ）、Ｕ２（φ，θ）を特性値とするが、逆に、スループットが許容値（例えば９５％）以上となる入射電力の上限値Ｐ１（φ，θ）と下限値Ｐ２（φ，θ）を特性値としてもよい。また、規定の入射電力に対するスループットの値と許容値との比較結果、あるいは、スループットが許容値以上となる入射電力の上限値Ｐ１（φ，θ）と許容電力値Ｐｒ１、下限値Ｐ２（φ，θ）と許容電力値Ｐｒ２との比較結果を受信特性としてもよい。

【0041】

無線端末１の端末アンテナ１ａの位置が基準点Ｏにあると仮定したとき、その端末アンテナ１ａに規定電力Ｐ１の測定用信号を入射させるための条件は、測定用アンテナ２１の基準点Ｏ方向の利得（送信手段４０との間の接続損失も含むとする）をＧｒ（ｄＢ）、測定用アンテナ２１から基準点Ｏまでの距離Ｒによる自由空間の伝搬損失をＬｒ（ｄＢ）とすると、送信手段４０が測定用アンテナ２１に対して、
Ｐａ＝Ｐ１−Ｇｒ＋Ｌｒ
の電力の測定用信号を供給すればよい。また、端末アンテナ１ａに規定電力Ｐ２の測定用信号を入射させるためには、
Ｐｂ＝Ｐ２−Ｇｒ＋Ｌｒ
の電力の測定用信号を供給すればよい。

【0042】

したがって、上記受信特性を取得する際に、受信特性取得手段５１は、送信手段４０に指定する測定用信号の電力をＰａ、Ｐｂとの間で切替えながら、スループットＵ１（φ，θ）、Ｕ２（φ，θ）の計算をそれぞれ行うという処理を、無線端末１の回転角（φ，θ）を変化させる毎に行うことになる。

【0043】

受信特性取得手段５１による端末保持回転機構３０に対する具体的な回転制御は、図示しない操作部などによる測定開始の指示を受けて、端末保持回転機構３０の保持台３１に保持された無線端末１を、基準位置（基準姿勢）から基準点Ｏを中心にＺ軸回りとＹ軸回りにそれぞれ所定ステップΔφ、Δθで回転させる。また、ここでは、Ｚ軸回りの回転角φについては、０°〜３６０°（０°±１８０°）の範囲内をΔφステップで回転させ、Ｙ軸回りの回転角θについては、０°〜１８０°（０°±９０°）の範囲をΔθステップで回転させることで、基準点Ｏを中心に全方位をカバーするものとする。

【0044】

この回転制御の順番は任意であるが、例えば、一方を１ステップ変化させてから、他方を所定ステップで例えば３６０°（あるいは±１８０°）回転させるという動作を繰り返す。仮に、Δφ＝Δθ＝５°とすれば、端末アンテナ１ａの位置は、Ｚ軸回りの３６０／５＝７２ポイントと、Ｙ軸回りでθ＝±９０°（上下２つの極点）を除いた１８０／５−１＝３５ポイントとの積に、上下２つの極点を加えた２５２２箇所となる。

【0045】

また、ここでは、図１に示しているように、後述の座標変換式が適用できるように、随保持台３１の端末保持面がＸＹ平面に平行で、その上に無線端末１の表示操作面がほぼ水平状態（寝た状態）となるように保持され、その無線端末１内の端末アンテナ１ａがＸ軸上にあり且つ測定用アンテナ２１に最も近い位置にある状態を基準位置とする。この場合、基準点Ｏは保持台３１の端末保持面より高い位置を通過する線上にあり、無線端末内部に位置する場合が多くなる。なお、端末アンテナ１ａの位置がＸ軸より高い位置（あるいは低い位置）にある状態を基準位置とする場合、その高さ方向のずれに応じた角度でＹ軸回りの回転角θをオフセット補正すれば、後述の座標変換式が適用できる。また、無線端末１の基準位置は測定開始時の無線端末１の姿勢を特定するものであって、上記位置に限定されるものではなく、上記したように無線端末１の表示操作面がＸＹ平面に平行な状態（寝た状態）だけでなく、ＹＺ平面に平行な状態（立ち上がった状態）やＸＺ平面に平行な状態を基準位置（基準姿勢）としてもよい。

【0046】

ここで、上記したように、端末アンテナ１ａの位置が基準点Ｏにある理想状態であれば、その端末アンテナ１ａを含む無線端末の受信特性を正確に取得できるが、実際には端末アンテナ１ａの位置が基準点Ｏに存在しないことによる誤差が生じるので、これを防ぐための手段として、演算処理部５０には、アンテナ位置入力手段５２、誤差情報出力手段６０および補正手段７０が設けられている。

【0047】

アンテナ位置入力手段５２は、基準点Ｏを原点とするＸＹＺ直交座標系で表された測定空間内で、無線端末１が基準位置にあるときの端末アンテナ１ａの位置を特定する座標を入力させる。例えば、図示しない操作部等により、試験者に無線端末１が基準位置に保持されているときの端末アンテナ１ａの座標（以下、初期座標と記す）Ａ０＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力させるものであり、前記したように、保持台３１の端末保持面がＸＹ平面に平行となり、その上にほぼ水平状態に保持される無線端末１内の端末アンテナ１ａがＸ軸上にあり且つ測定用アンテナ２１に最も近い位置にある状態を基準位置とすれば、端末アンテナ１ａの初期座標Ａ０は（Ｌ，０，０）となる。ここで、Ｌは、基準点Ｏから端末アンテナ１ａまでの距離（回転半径に等しい）である。

【0048】

誤差情報出力手段６０は、アンテナ位置入力手段５２により入力された端末アンテナ１ａの位置に基づいて、端末アンテナ１ａの位置が基準点Ｏに無いことによる無線端末１の回転角毎の各誤差の情報を出力するものであり、この実施形態では、入力された端末アンテナ１ａの位置を用いた演算により誤差を算出する３つの誤差算出手段、即ち、角度誤差算出手段６１、伝搬損失誤差算出手段６２、利得誤差算出手段６３で構成される。

【0049】

角度誤差算出手段６１は、入力された端末アンテナ１ａの初期座標Ａ０により、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑからみた基準点Ｏ方向に対して、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑからみた端末アンテナ１ａの方向のずれを表す角度誤差（φ'，θ'）をＺ軸回りとＹ軸回りの回転角（φ，θ）毎に求める。

【0050】

例えば、図３に簡単な例を示しているように、端末アンテナ１ａが、基準点Ｏから距離Ｌ離れたＸ軸上の初期座標Ａ０から、Ｚ軸回りにφ回転したとき、回転後の端末アンテナ１ａの座標Ａｘから測定用アンテナ２１の位相中心へ向かう角度は、回転角φに、
φ'＝tan^−１［Ｌsinφ／（Ｒ−Ｌcosφ）］
を加えた角度φ＋φ'となり、測定用アンテナ２１からみた基準点Ｏ方向に対して、φ'だけずれた角度となっている。

【0051】

同様に、端末アンテナ１ａがＹ軸回りにθ回転していれば、測定用アンテナ２１へ実際の方向は、回転角θに対して誤差角θ'が加わった角度θ＋θ'となる。

【0052】

この回転角θ、φに対する誤差角θ'、φ'は、入力された端末アンテナ１ａの初期座標Ａ０＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が決まれば、次の座標変換処理を用いることで、一義的に求められる。

【0053】

【数1】

【0054】

上記座標変換の式は、Ｘ軸回りの回転角ψも含めたものであるが、実施形態のように、Ｚ軸回りとＹ軸回りだけの回転の場合には、ψ＝０として、次の座標変換処理を用いればよい。

【0055】

【数2】

【0056】

例えば、図４のように、端末アンテナ１ａの位置が基準位置からＺ軸回りにφ、Ｙ軸回りにθ回転したときの前記した角度誤差算出手段６１によって求められる角度誤差θ'、φ'は、
θ'＝tan^−１［Ｚ(φ,θ)／Ｒａ］
φ'＝tan^−１{Ｙ(φ,θ)／[Ｒ−Ｘ(φ,θ)］}
ただし Ｒａ＝｛Ｙ(φ,θ)^２＋［Ｒ−Ｘ(φ,θ)］^２｝^１／２
となる。

【0057】

上記処理は、端末アンテナ１ａの基準点Ｏを中心とする半径Ｌの周回移動に伴う測定用アンテナ２１方向の角度ずれを求めるものであるが、この端末アンテナ１ａの周回移動に伴い、測定用アンテナ２１までの距離も当然変化し、端末アンテナ１ａが基準点Ｏの位置で回転する理想状態に対してこの距離変化による自由空間伝搬損失に誤差が生じる。

【0058】

伝搬損失誤差算出手段６２は、無線端末１の回転角毎の端末アンテナ１ａから測定用アンテナ２１の位相中心Ｑまでの距離Ｒｘを求め、その距離Ｒｘと、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑから基準点Ｏまでの距離Ｒとの差によって生じる自由空間の伝搬損失誤差を求める。

【0059】

例えば、図４に示しているように、端末アンテナ１ａの位置が初期座標からＺ軸回りにφ、Ｙ軸回りにθ回転したときのアンテナ間距離Ｒｘは、前述の座標変換の結果を用いれば、
Ｒｘ＝［Ｚ(φ,θ)^２＋Ｒａ^２］^１／２
で表される。

【0060】

したがって、測定用アンテナ２１から基準点Ｏまでの距離Ｒに対応する自由空間の伝搬損失Ｌｒに対して、回転によって生じる伝搬損失誤差Ｅ１(φ,θ)は、
Ｅ１(φ,θ)＝２０ log（Ｒ／Ｒｘ） ［ｄＢ］
により算出することができる。

【0061】

また、利得誤差算出手段６３は、端末アンテナ１ａの周回移動に伴う測定用アンテナ２１方向のずれ角によって決まる最大利得からの利得誤差Ｅ２(φ,θ)を求める。

【0062】

この利得誤差Ｅ２(φ,θ)は、例えば、測定用アンテナ２１のＸＹ平面におけるθ＝０の指向特性が図５のＨｒ(XY)のような場合に、理想状態であればＸ軸に沿って出射する電波に対する利得（一般的に最大利得）Ｇ(0,0)＝Ｇｒと、実際にＸ軸に対してずれ角φ'をもって出射する電波に対する利得Ｇ(φ',0)との差により求めることができる。回転角を２軸に拡張した場合、Ｚ軸回りのずれ角φ'、Ｙ軸回りのずれ角θ'のときの利得誤差Ｅ２(φ,θ)は、入射角φ'、θ'のときの測定用アンテナの利得Ｇ(φ',θ')を用いて、
Ｅ２(φ,θ)＝Ｇ(φ',θ')−Ｇ(0,0)
の演算で求めることができる。

【0063】

補正手段７０は、送信電力補正手段７１および角度補正手段７２を有し、誤差情報出力手段６０で得られた各誤差を用いて補正を行なう。

【0064】

送信電力補正手段７１は、受信特性取得手段５１が、無線端末１に対する受信特性を取得する際に、送信手段４０に対して指定する測定用信号の供給電力Ｐａ、Ｐｂに対して、Ｐａ′＝Ｐａ−Ｅ３(φ,θ)、Ｐｂ′＝Ｐｂ−Ｅ３(φ,θ)の補正を行い、補正された供給電力Ｐａ′、Ｐｂ′の測定用信号が送信手段４０から測定用アンテナ２１に与えられるようにする。ただし、Ｅ３(φ,θ)は利得方向の誤差であり、Ｅ１(φ,θ)＋Ｅ２(φ,θ)に等しい。

【0065】

また、角度補正手段７２は、供給電力Ｐａ′、Ｐｂ′の測定用信号が送信手段４０から測定用アンテナ２１に与えられた状態で、受信特性取得手段５１が取得した回転角毎の特性（仮の受信特性）に対して角度誤差による補正を行い、無線端末１の端末アンテナ１ａが、基準点Ｏの位置にあって、その基準点Ｏを中心に回転させたと仮定したときの受信特性を求める。

【0066】

つまり、受信特性を取得する際に生じる利得方向の誤差Ｅ１(φ,θ)、Ｅ２(φ,θ)は、指定された電力値Ｐａ、Ｐｂに対するＥ３(φ,θ)＝Ｅ１(φ,θ)＋Ｅ２(φ,θ)の補正によりそれぞれキャンセルされて、無線端末１の端末アンテナ１ａに対して回転角によらず規定の入射電力値Ｐ１、Ｐ２が与えられることになり、それによって回転角φ、θ毎のスループットＵ１(φ,θ)、Ｕ２(φ,θ)が、仮の受信特性として得られる。

【0067】

この利得方向に補正された仮の受信特性は、端末アンテナ１ａから見た測定用アンテナ２１の方向が(φ＋φ'，θ＋θ')のものであるので、仮の受信特性の角度φ、θを、端末アンテナ１ａから見た測定用アンテナ２１の方向の(φ＋φ'，θ＋θ')に置き換える補正を加えることで、角度方向にも正しく補正された受信特性を得ることができる。この角度方向の補正を全ての回転角毎の仮の受信特性に対して行なうことで、端末アンテナ１ａが基準点Ｏの位置で回転したと仮定したときの受信特性を正確に求めることができる。

【0068】

例えば、θ＝０でφ＝０°±１８０°の範囲を回転させたときに、図６の（ａ）のように、伝搬損失誤差Ｅ１(φ,０)は、φ＝０°で正の最大値、φ＝±１８０°で負の最小値となり、利得誤差Ｅ２(φ,０)は、φ＝０°、±１８０°で０、０〜±９０°の範囲内でそれぞれ負の最小値となり、これを合わせた利得方向の誤差特性はＥ３のようになる。

【0069】

そして、受信特性を取得する際に、図６の（ｂ）のように、受信特性指定手段５１から送信手段４０へ指定される電力値Ｐａ、Ｐｂは回転角に対して一定であるが、誤差Ｅ３の特性で回転角ごとにそれぞれ補正されてＰａ′(φ,０)、Ｐｂ′(φ,０)となり、この補正された電力値Ｐａ′(φ,０)、Ｐｂ′(φ,０)が送信手段４０にそれぞれ指定され、電力Ｐａ′(φ,０)、Ｐｂ′(φ,０)の測定用信号が測定用アンテナ２１から基準点Ｏ方向に出射される。

【0070】

この測定用信号は、基準点Ｏに対してずれた位置にある端末アンテナ１ａに対して、利得方向の誤差Ｅ３をもって入射されるので、この誤差Ｅ３と測定用信号の電力補正分とがキャンセルされて、端末アンテナ１ａには、図６の（ｃ）のように、回転角によらず規定の入射電力値Ｐ１、Ｐ２が与えられることになる。

【0071】

このように、回転角によらず規定の入射電力Ｐ１、Ｐ２が与えられた状態で、無線端末１の応答からスループットＵ１(φ,０)、Ｕ２(φ,０)が求められ、例えば図６の（ｄ）のような仮の受信特性が得られる。なお、回転角に対するスループットＵ１(φ,０)、Ｕ２(φ,０)の変化は、端末アンテナ１ａの回転に伴う利得等の変化に起因するものである。

【0072】

また、角度誤差φ’は、図７の（ａ）のように、φ＝０°、±１８０°で０、０〜±９０°の範囲内でそれぞれ正の最大値となり、この角度誤差φ’によりスループットＵ１(φ,０)、Ｕ２(φ,０)の角度の補正を行なう必要がある。

【0073】

つまり、図７の（ｂ）のように、無線端末１の回転角度φで得られた点線で示すスループットＵ１(φ，０）、Ｕ２(φ,０)を、角度φ＋φ’の位置にずらす補正を行なうと、各角度φのスループットが、それぞれφ＋φ’の角度位置にずれた実線で示す特性Ｕ１′(φ,０)、Ｕ２′(φ,０)となる。この特性が、端末アンテナ１ａが基準点Ｏの位置でＺ軸回りに±１８０°の範囲で回転したと仮定したときの所望の受信特性となり、これを基に、無線端末１に対する評価を正しく行なうことができる。

【0074】

前記説明では、受信特性として、規定の入射電力に対するスループットの値を求める例を示したが、前記したように、スループットが許容値（例えば９５％）以上となる入射電力の上限値Ｐ１（φ，θ）と下限値Ｐ２（φ，θ）を特性値とする場合も前記同様に、例えば回転角度（φ、０）で求められた上限値Ｐ１（φ，０）と下限値Ｐ２（φ，０）を角度φ＋φ’の位置にずらす補正を行なうことで対応できる。

【0075】

また、規定の入射電力に対するスループットの値Ｕ１（φ，θ）、Ｕ２（φ，θ）と許容値（例えば９５％）との大小の比較結果、あるいは、スループットが許容値（例えば９５％）以上となる入射電力の上限値Ｐ１（φ，θ）と許容電力値Ｐｒ１、下限値Ｐ２（φ，θ）と許容電力値Ｐｒ２との大小の比較結果を、仮の受信特性として求める場合、その比較結果Ｈ（φ，θ）を、単に（φ＋φ’，θ＋θ’）の角度位置のものであると補正（角度の置換）することで対応できる。

【0076】

なお、上記のような角度補正を行なう場合、無線端末１の回転角については、例えば１度ステップ、２度ステップ、５度ステップ等のように切りのよい間隔で等間隔に変化させることができるが、前記したように、角度補正された受信特性の特性値の角度位置は、角度誤差の加算により必ずしも切りのよい値とはならず、しかも補正後の特性値のプロット間隔（取得間隔）が一定にならならない。したがって、例えば、切りのよい角度の特性値の比較を行いたい場合等に不便さが生じる。

【0077】

これを解消する方法として、予め、誤差を含んだ角度（φ＋φ’，θ＋θ’）が、例えば３６０度を整数（例えば３６０、１８０、１００、９０、７２、６０、…等）で等分割するような切りのよい間隔（１度、２度、３．６度、４度、５度、６度、…等）で変化するように、無線端末１の回転角φ、θを設定する方法を採用してもよい。この場合、仮の受信特性の回転角φ、θの位置の特性値をφ＋φ’、θ＋θ’の位置にずらす（あるいは置換する）補正を行なえば、最終的な受信特性の特性値の位置を、切りのよい間隔で等間隔にすることができ、切りのよい角度の特性値の比較等を容易に行うことかできる。

【0078】

このように、本実施形態の測定システム２０では、測定対象の無線端末１を基準点Ｏを中心に回転させ、その回転角毎に測定用アンテナ２１から出力された測定用信号に対する無線端末１の受信特性を測定する測定システムにおいて、受信特性を求める際に、測定用アンテナ２１に供給する測定用信号の電力を、無線端末１の回転に伴って生じる伝搬損失誤差および利得誤差により補正し、その補正された電力の測定用信号に対して得られた仮の受信特性に対して無線端末１の回転に伴って生じる角度誤差による角度補正を加えることで、無線端末１の端末アンテナ１ａを基準点Ｏの位置で回転させたと仮定したときの受信特性を求めている。

【0079】

このため、試験対象の無線端末１と測定用アンテナ２１との間の距離が、遠方界の測定条件を満たし、且つその間の伝搬損失が大きくならない比較的近距離であっても、端末アンテナ１ａの位置が回転中心からずれていることによる測定への影響を生じさせることなく、正確な受信特性の測定が行なえる。

【0080】

上記実施形態では、測定空間内で、端末アンテナ１ａの位置を特定する座標の入力値を用いた演算処理により、回転角毎の角度誤差、伝搬損失誤差、利得誤差を算出し、これらの誤差を用いて、無線端末１の端末アンテナ１ａを基準点Ｏの位置で回転させたと仮定したときの受信特性を求めていたが、測定空間内で、測定対象の候補となる無線端末が基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置を予め設定し、その複数の候補位置のそれぞれについて、前記した角度誤差、伝搬損失誤差および利得誤差を、無線端末の回転角毎に求めて予め記憶しておき、実際の測定対象となる無線端末についてその端末アンテナの位置が入力されたとき、その入力された位置に対応する候補位置に対して予め記憶されていた角度誤差、伝搬損失誤差および利得誤差を読み出し、これらを用いて無線端末１の端末アンテナ１ａを基準点Ｏの位置で回転させたと仮定したときの受信特性を求めてもよい。

【0081】

図８は、その実施形態の測定システム２０′の構成を示すものであり、前記実施形態の測定システム２０とは演算処理部５０′の構成が異なる。

【0082】

即ち、この演算処理部５０′では、前記同様に、受信特性取得手段５１、アンテナ位置入力手段５２、誤差情報出力手段６０′、補正手段７０を有しているが、誤差情報出力手段６０′は、角度誤差記憶手段６５、伝搬損失誤差記憶手段６６、利得誤差記憶手段６７および誤差情報読出手段６８により構成されている。

【0083】

角度誤差記憶手段６５は、例えば、上記のように基準点Ｏを原点とする直交座標系で表される測定空間内で、測定対象の候補となる無線端末が基準位置にあるときの端末アンテナの位置となりうる複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……を設定し、その複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……それぞれについて、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑからみた基準点Ｏの方向を基準方向とし、その基準方向に対して測定用アンテナ２１の位相中心Ｑからみた端末アンテナ１ａの方向のずれを表す角度誤差(φ',θ')が、無線端末１の回転角(φ,θ)毎に予め記憶されている。

【0084】

ここで、候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……は、基準点Ｏを中心とする所定半径Ｌmax の球の内部に設定された任意の座標でよく、半径Ｌmax は、測定候補となる無線端末が基準位置に置かれたときの基準点から最も遠い端末アンテナまでの距離以下であればよい。ただし、実際には、無線端末１が保持される基準位置は、無線端末１の表示操作面が、ＸＹ平面またはＹＺ平面またはＸＺ平面のいずれか平行になる場合が多く、それにより、無線端末１の端末アンテナが、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸上あるいはその近傍の領域に位置する確率が高いので、これらの領域に含まれる座標の位置のみを候補としてもよい。

【0085】

同様に、伝搬損失誤差記憶手段６６には、複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……のそれぞれについて、測定用アンテナ２１の位相中心Ｑから基準点Ｏまでの距離Ｒと測定用アンテナ２１の位相中心Ｑから端末アンテナ１ａまでの距離Ｒｘとの差によって生じる自由空間の伝搬損失誤差Ｅ１(φ,θ)が、回転角(φ,θ)毎に予め記憶され、利得誤差記憶手段６７には、複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……のそれぞれについて、角度誤差(φ',θ')と測定用アンテナ２１の指向特性Ｈｒとにより求められた測定用アンテナ２１の利得誤差Ｅ２(φ,θ)が、回転角(φ,θ)毎に予め記憶されている。

【0086】

図９に、複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……について、回転角毎に求めた各誤差の例を示す。この図において、誤差Ｅ０(i,j,k)は、ｋ番目の候補位置の座標Ａｋについて、回転角(φi,θj)のときの角度誤差φ'、θ'の組を表すものとする。また、誤差Ｅ１(i,j,k)、Ｅ２(i,j,k)は、候補位置の座標毎の伝搬損失誤差、利得誤差である。

【0087】

誤差情報読出手段６８は、上記複数の候補位置の座標Ａ１、Ａ２、……のうち、アンテナ位置入力手段５２によって入力された位置に対応する候補位置の座標Ａｋに対して角度誤差記憶手段６５、伝搬損失誤差記憶手段６６および利得誤差記憶手段６７に予め記憶されていた角度誤差Ｅ０、伝搬損失誤差Ｅ１および利得誤差Ｅ２を読み出して、補正手段７０に与える。補正手段７０は、前記実施形態と同様に、これらの各誤差Ｅ０〜Ｅ２により、受信特性取得手段５１が送信手段４０に指定する測定用信号の電力値Ｐａ、Ｐｂを送信電力補正手段７１により補正し、その補正された測定用信号について得られた回転角毎の受信特性（仮の受信特性）を角度情報補正手段７２により補正して、無線端末１の端末アンテナ１ａを基準点Ｏの位置で回転させたと仮定したときの受信特性を求める。

【0088】

この実施形態の場合、各候補位置のそれぞれについて、補正に必要な回転角毎の誤差情報が予め記憶されているので、端末アンテナ１ａの位置が入力された段階で、直ちに補正に必要な誤差情報が得られるので、効率的に受信特性を求めることができる。

【0089】

なお、候補位置の座標の設定分解能が、端末アンテナの位置の座標入力値の分解能と等しい場合には、座標入力値と等しい候補位置について予め記憶した誤差を読み出せばよい。また、候補位置の座標の設定分解能が、端末アンテナの位置の座標入力値の分解能より大きい場合には、座標入力値に最も近い候補位置について予め記憶した誤差を読み出せばよく、この場合、各誤差の精度が僅かに低下するが、候補位置の設定数が少なくて済み、誤差の記憶に必要な記憶容量を少なくできる。

【0090】

また、前記各誤差記憶手段６５〜６７および誤差情報読出手段６８を、図１の測定システム２０の演算処理部５０に設け、入力された端末アンテナの位置が新規か登録済みかを図示しない判定手段により判定し、前記各誤差憶手段６５〜６７に登録済みであれば誤差情報読出手段６８によりその座標に対応した誤差情報を読み出して補正手段７０に与えて受信特性を求め、新規の場合には、前記各誤差算出手段６１〜６３で各誤差を新たに算出して補正手段７０に与えて受信特性を求めるとともに、新たに算出した各誤差と入力された端末アンテナの位置（新たな候補位置）と対応付けて、図示しない登録手段により、各誤差記憶手段６５〜６７に新規登録していくことで、各誤差記憶手段６５〜６７の記憶値を順次追加する構成も可能である。

【0091】

なお、上記実施形態では、規定の入射電力Ｐ１、Ｐ２の測定用信号を無線端に与えたときのスループットの値Ｕ１、Ｕ２を特性値として求めるために、受信特性取得手段５１が、送信手段４０に対して入射電力Ｐ１、Ｐ２に対応した供給電力Ｐａ、Ｐｂを指定する場合について説明したが、前記したように、スループットが許容値（例えば９５％）以上となる入射電力の上限値Ｐ１（φ、θ）と下限値Ｐ２（φ、θ）を特性値として求める場合には、受信特性取得手段５１が、スループットを監視しつつ送信手段４０に対して指定する供給電力を変化させて上限値Ｐ１（φ、θ）と下限値Ｐ２（φ、θ）を求めるが、その場合も、補正手段７０により、送信手段４０に対して指定される供給電力に対する利得方向の誤差Ｅ３の補正を行なう。

【符号の説明】

【0092】

２０、２０′……受信特性測定システム、２１……測定用アンテナ、３０……端末保持回転機構、４０……送信手段、５０、５０′……演算処理部、５１……受信特性取得手段、５２……アンテナ位置入力手段、６０、６０′……誤差情報出力手段、６１……角度誤差算出手段、６２……伝搬損失誤差算出手段、６３……利得誤差算出手段、６５……角度誤差記憶手段、６６……伝搬損失誤差記憶手段、６７……利得誤差記憶手段、６８……誤差情報読出手段、７０……補正手段、７１……送信電力補正手段、７２……角度補正手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】