特許 6886449 アンテナ装置及び測定方法

(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】6886449

(24)【登録日】2021年5月18日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/10 20060101AFI20210603BHJP

   H01Q 19/12 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   G01R29/10 E

   H01Q19/12

【請求項の数】12

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2018-223942(P2018-223942)

(22)【出願日】2018年11月29日

(65)【公開番号】特開2020-85784(P2020-85784A)

(43)【公開日】2020年6月4日

【審査請求日】2020年1月9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】丸尾 友彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 綾

【審査官】 永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１７−５１０１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−５７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０９９３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３０４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０４９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２９／１０

Ｈ０１Ｑ １９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記内部空間に収容され、所定の回転放物面を有し、被試験対象（１００）が備える被試験対象アンテナ（１１０）により送信あるいは受信される無線信号が該回転放物面を介して反射されるリフレクタ（７）と、
前記被試験対象の送信及び受信特性を測定するための複数の測定対象周波数帯の無線信号を各々使用する複数のアンテナ（６）と、
前記測定対象周波数帯に応じて、前記複数のアンテナを、前記回転放物面から定まる焦点位置（Ｆ）に、順次、配置するアンテナ配置手段（６０、６０Ａ、６０Ｂ、８０）と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

前記被試験対象アンテナは、規定の周波数帯の無線信号を使用し、
前記複数のアンテナのうちの１つが前記焦点位置に配置されるごとに、前記焦点位置に配置中の前記アンテナを介して前記被試験対象に試験信号を出力するとともに、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記配置中の前記アンテナで受信し、受信した前記被測定信号に基づき、前記被試験対象における前記配置中の前記アンテナが使用する前記測定対象周波数帯の送信及び受信特性の測定を行う模擬測定装置（２０）をさらに備える請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記規定の周波数帯は５Ｇ ＮＲのバンドであり、
前記複数の測定対象周波数帯は、それぞれ、前記規定の周波数帯における異なる複数の周波数帯群である、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の群、ｎ２５８、ｎ２５７の群、ｎ２５９の群のうちのいずれか１つの周波数帯群の周波数帯であることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記アンテナ配置手段は自動的に動作し、
回転軸（６３、６３Ｂ）を中心に回転可能な回転体（６２、６２Ｂ）に、前記回転軸を中心とした円周上に前記各アンテナが配置され、前記焦点位置は前記円周上に位置し、前記回転体の回転により前記各アンテナが前記焦点位置を通過するように、前記電波暗箱の前記内部空間内に設置されるアンテナ保持機構（６１、６１Ｂ）と、
前記回転軸を介して前記回転体を回転駆動する駆動用モータ（６５、６５Ｂ）を有する動力部（６４、６４Ｂ）と、
前記測定対象周波数帯に応じて、前記各アンテナが、順次、前記焦点位置に停止されるように前記駆動用モータを制御するアンテナ自動配置制御部（１６）と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記アンテナ保持機構は、前記電波暗箱の前記内部空間の底面に設置され、鉛直方向に沿った前記回転軸によって水平方向の面に沿って回転可能な前記回転体によって構成されることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記アンテナ保持機構は、前記各アンテナの受信面が前記回転軸側を向くように前記各アンテナを保持していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記アンテナ保持機構は、前記各アンテナの受信面が前記回転軸側に対して反対側を向くように前記各アンテナを保持していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記アンテナ保持機構は、前記アンテナが前記焦点位置に停止されたときに、前記リフレクタに対向し、前記アンテナの受信面が前記無線信号のビーム軸に対して垂直となる角度で前記アンテナを保持していることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記アンテナ保持機構は、
前記電波暗箱の前記内部空間の底面に設置され、水平方向に沿った前記回転軸によって鉛直方向の面に沿って回転可能な前記回転体によって構成されることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。

【請求項10】

前記アンテナ配置手段（８０）は、
前記アンテナが各々設置された複数のアンテナ台座（８２）を、所定の間隔を保ったまま一方向にスライド可能に保持する第１のスライド機構（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）と、
前記第１のスライド機構を、台座部（８５）を介して前記一方向と直交する他方向にスライド可能に保持する第２のスライド機構（８４）と、を有し、前記各アンテナが前記焦点位置を通過できるように前記電波暗箱の前記内部空間内に設置されるアンテナ保持機構（８１）と、
前記各アンテナ台座を前記一方向にスライドさせるための第１の駆動軸（８７ａ、８７ｂ、８７ｃ）を回転駆動する第１の駆動用モータ（８８ａ、８８ｂ、８８ｃ）、及び、前記台座部を前記直交方向にスライドさせるための第２の駆動軸（８９ａ）を回転駆動する第２の駆動用モータ（８９ｂ）を含む動力部（８７）と、
前記測定対象周波数帯に応じて、前記各アンテナが、順次、前記焦点位置に停止されるように、前記第１及び第２の駆動用モータを制御する前記アンテナ自動配置制御部と、
を有することを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。

【請求項11】

前記第１のスライド機構は、前記一方向に対して並行に、かつ、前記他方向に所定間隔離間して複数設けられ、
前記動力部は、前記各第１のスライド機構にそれぞれ対応する前記第１の駆動用モータを含むことを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ装置。

【請求項12】

請求項２に記載のアンテナ装置を用いる測定方法であって、
前記被試験対象を、前記電波暗箱内の被試験対象保持部に保持させる保持ステップ（Ｓ１）と、
所定の測定開始指令に基づき、前記測定対象周波数帯に応じて、前記複数のアンテナを、前記焦点位置に、順次、配置するアンテナ配置ステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、
前記模擬測定装置により、前記焦点位置に配置された前記アンテナを介して前記被試験対象に試験信号を出力させる試験信号出力ステップ（Ｓ６）と、
前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される前記被測定信号を、前記焦点位置に配置された前記アンテナを介して受信させる信号受信ステップ（Ｓ７）と、
前記信号受信ステップで受信した前記被測定信号に基づいて、前記焦点位置に配置された前記アンテナが使用する前記測定対象周波数帯の無線信号に対する前記被試験対象の送信及び受信特性を測定させる測定ステップ（Ｓ８）と、
を含むことを特徴とする測定方法。

【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、複数の測定用アンテナを使用して被試験対象の送信及び受信特性を測定するアンテナ装置及び測定方法に関する。

【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。

【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システム（New Radio System）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の有線接続が使えないために、ＤＵＴを試験用のアンテナとともに周囲の電波環境に影響されないボックス内に収容し、試験用のアンテナから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の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。

【0005】

５Ｇ無線端末の性能試験においては、上述したＯＴＡ試験環境を実現する試験用機材として、コンパクト・アンテナ・テスト・レンジ（Compact Antenna test Range：以下、ＣＡＴＲ）が知られている。ＣＡＴＲは、ＯＴＡチャンバと呼ばれる電波暗箱から成り、ＤＵＴと試験用アンテナを、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を防ぐように収容している。さらに、ＣＡＴＲは、ＤＵＴのアンテナと試験用アンテナとの間の信号伝搬路中に回転放物面を有する反射器（リフレクタ）が配置されており、リフレクタを用いないものに比べて、信号伝搬路を短くすることができ、一般的な遠方界環境でのＯＴＡ試験に比べて文字通りコンパクト化できることが特徴となっている。

【0006】

ＣＡＴＲを用いる測定装置においては、ＯＴＡチャンバ内で、試験用アンテナから試験信号を送信してＤＵＴに受信させ、この試験信号を受信したＤＵＴが送信する被測定信号を試験用アンテナで受信して上記性能試験を実施する。

【0007】

一方、５Ｇ無線端末は使用周波数範囲が広く、ＤＵＴとしてＣＡＴＲ内に収容して測定を行う際、１つの試験用アンテナでカバーしきれない場合には、使用可能周波数範囲内の異なる複数の周波数帯を各々使用する複数の試験用アンテナを用意する必要がある。

【0008】

複数の試験用アンテナを用いる従来のアンテナ測定装置としては、異なる符号を重畳させた同一周波数の複数のビームを、マルチビームアンテナを介して同時送信し、同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナから放射される全ビームを同時に測定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００９−１４７６８７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

前述した、ＣＡＴＲ及び複数の試験用アンテナを用いる従来の測定装置では、各試験用アンテナが使用する周波数帯ごとにＤＵＴの送信及び受信特性を測定するにあたって、各試験用アンテナを１つずつ電波暗箱内のリフレクタの焦点位置に手動で付け替える作業が必要であった。この場合、複数の試験用アンテナを格納する場所を電波暗箱内に確保する必要があり、さらにその場所から１つを取り出して上記焦点位置に設置する手間も必要となることから、電波暗箱の大型化を招来し、及び試験用アンテナの付け替えのための煩雑な作業が強いられることとなった。また、この種の従来の測定装置では、各試験用アンテナの付け替えに際して測定の中断を余儀なくされ、測定処理が煩雑にならざるを得なかった。

【0011】

なお、特許文献１には、マルチビームアンテナを構成する各アンテナから放射された電波を鏡面で反射させて測定する技術、並びに各アンテナを回転させる技術が開示されているものの、各アンテナが鏡面の焦点位置に切り換えられるものではなかった。また、特許文献１に記載のものは、各アンテナの回転に関しても、単に、各アンテナの位置を変更するために行うものであって、それぞれのアンテナを鏡面の焦点位置に順次配置するようにはなっていなかった。

【0012】

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、電波暗箱の大型化、試験用アンテナの付け替え作業の煩雑化を回避しつつ、被試験対象の複数の試験用アンテナに対応する周波数帯についての送信及び受信特性を効率よく測定可能なアンテナ装置及び測定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】

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るアンテナ装置は、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（５０）と、前記内部空間に収容され、所定の回転放物面を有し、被試験対象（１００）が備える被試験対象アンテナ（１１０）により送信あるいは受信される無線信号が該回転放物面を介して反射されるリフレクタ（７）と、前記被試験対象の送信及び受信特性を測定するための複数の測定対象周波数帯の無線信号を各々使用する複数のアンテナ（６）と、前記測定対象周波数帯に応じて、前記複数のアンテナを、前記回転放物面から定まる焦点位置（Ｆ）に、順次、配置するアンテナ配置手段（６０、６０Ａ、６０Ｂ、８０）と、を有する構成である。

【0014】

この構成により、本発明の請求項１に係るアンテナ装置は、電波暗箱にアンテナ配置手段を設けたため、被測定対象（ＤＵＴ）の送信及び受信特性の測定中に、ユーザが、上記複数のアンテナをリフレクタの焦点位置に順次付け替える作業が不要となる。また、リフレクタを設けて信号伝搬路を短くしたうえでアンテナ配置手段を付加するため、電波暗箱のコンパクト化の大きな障害とはならない。また、各アンテナを焦点位置に配置する手間を低減しつつ各測定対象周波数帯の被測定対象の送信及び受信特性の測定を間断なく行うことができ、測定処理の効率を高めることができる。

【0015】

また、本発明の請求項２に係るアンテナ装置は、前記被試験対象アンテナは、規定の周波数帯の無線信号を使用し、前記複数のアンテナのうちの１つが前記焦点位置に配置されるごとに、前記焦点位置に配置中の前記アンテナを介して前記被試験対象に試験信号を出力するとともに、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される被測定信号を前記配置中の前記アンテナで受信し、受信した前記被測定信号に基づき、前記被試験対象における前記配置中の前記アンテナが使用する前記測定対象周波数帯の送信及び受信特性の測定を行う模擬測定装置（２０）をさらに備える構成である。

【0016】

この構成により、本発明の請求項２に係るアンテナ装置は、規定の周波数帯の無線信号を使用する被試験対象アンテナを有するＤＵＴについて、該規定の周波数帯における異なる複数の周波数帯群の周波数帯について、試験用アンテナの付け替えに多くの手間をかけることなくかつ円滑に送信及び受信特性を測定することができる。

【0017】

また、本発明の請求項３に係るアンテナ装置は、前記規定の周波数帯は５Ｇ ＮＲのバンドであり、前記複数の測定対象周波数帯は、それぞれ、前記規定の周波数帯における異なる複数の周波数帯群である、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の群、ｎ２５８、ｎ２５７の群、ｎ２５９の群のうちのいずれか１つの周波数帯群の周波数帯である。

【0018】

この構成により、本発明の請求項３に係るアンテナ装置は、５Ｇ ＮＲのバンドの無線信号を使用する被試験対象アンテナを有するＤＵＴ（５Ｇ無線端末）について、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の群、ｎ２５８、ｎ２５７の群、ｎ２５９の群のうちのいずれか１つの周波数帯群の周波数帯について、試験用アンテナの付け替えに多くの手間をかけることなくかつ円滑に送信及び受信特性を測定することができる。

【0019】

また、本発明の請求項４に係るアンテナ装置は、前記アンテナ配置手段は自動的に動作し、回転軸（６３、６３Ｂ）を中心に回転可能な回転体（６２、６２Ｂ）に、前記回転軸を中心とした円周上に前記各アンテナが配置され、前記焦点位置は前記円周上に位置し、前記回転体の回転により前記各アンテナが前記焦点位置を通過するように、前記電波暗箱の前記内部空間内に設置されるアンテナ保持機構（６１、６１Ｂ）と、前記回転軸を介して前記回転体を回転駆動する駆動用モータ（６５、６５Ｂ）を有する動力部（６４、６４Ｂ）と、前記測定対象周波数帯に応じて、前記各アンテナが、順次、前記焦点位置に停止されるように前記駆動用モータを制御するアンテナ自動配置制御部（１６）と、を有する構成である。

【0020】

この構成により、本発明の請求項４に係るアンテナ装置は、回転軸を中心に回転可能な回転体に対し、回転軸を中心とした円周上に各アンテナが配置されたアンテナ保持機構を採用しているため、電波暗箱のコンパクト化を維持したまま、アンテナ保持機構の設置スペースを削減することができる。

【0021】

また、本発明の請求項５に係るアンテナ装置は、前記アンテナ保持機構が、前記電波暗箱の前記内部空間の底面に設置され、鉛直方向に沿った前記回転軸によって水平方向の面に沿って回転可能な前記回転体によって構成される。

【0022】

この構成により、本発明の請求項５に係るアンテナ装置は、電波暗箱の内部空間の底面に対して水平なスペースをアンテナ保持機構の設置スペースとして確保することで、電波暗箱の高さの増大を防ぐことができる。

【0023】

また、本発明の請求項６に係るアンテナ装置は、前記アンテナ保持機構が、前記各アンテナの受信面が前記回転軸側を向くように前記各アンテナを保持している構成である。

【0024】

この構成により、本発明の請求項６に係るアンテナ装置は、アンテナ保持機構を電波暗箱の内部空間の底面の中央部に配置し、各アンテナが配置された円周の径を小さくすることができ、アンテナ保持機構、及び電波暗箱のコンパクト化を維持することができる。

【0025】

また、本発明の請求項７に係るアンテナ装置は、前記アンテナ保持機構が、前記各アンテナの受信面が前記回転軸側に対して反対側を向くように前記各アンテナを保持している構成である。

【0026】

この構成により、本発明の請求項７に係るアンテナ装置は、アンテナ保持機構を電波暗箱の内部空間の底面の中央部を避けた側面寄りの位置に配置し、各アンテナが配置される円周の径を小さくすることができ、アンテナ保持機構、及び電波暗箱のコンパクト化を維持することができる。

【0027】

また、本発明の請求項８に係るアンテナ装置は、前記アンテナ保持機構が、前記アンテナが前記焦点位置に停止されたときに、前記リフレクタに対向し、前記アンテナの受信面が前記無線信号のビーム軸に対して垂直となる角度で前記アンテナを保持している構成である。

【0028】

この構成により、本発明の請求項８に係るアンテナ装置は、リフレクタの焦点位置に配置された各アンテナの受信精度を高め、ＤＵＴの送信及び受信性能の測定精度も向上させることができる。

【0029】

また、本発明の請求項９に係るアンテナ装置は、前記アンテナ保持機構が、前記電波暗箱の前記内部空間の底面に設置され、水平方向に沿った前記回転軸によって鉛直方向の面に沿って回転可能な前記回転体によって構成される。

【0030】

この構成により、本発明の請求項９に係るアンテナ装置は、電波暗箱の内部空間の底面に垂直なスペースをアンテナ保持機構の設置スペースとして確保することで、電波暗箱の幅の増大を防ぐことができる。

【0031】

また、本発明の請求項１０に係るアンテナ装置は、前記アンテナ配置手段（８０）が、前記アンテナが各々設置された複数のアンテナ台座（８２）を、所定の間隔を保ったまま一方向にスライド可能に保持する第１のスライド機構（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）と、前記第１のスライド機構を、台座部（８５）を介して前記一方向と直交する他方向にスライド可能に保持する第２のスライド機構（８４）と、を有し、前記各アンテナが前記焦点位置を通過できるように前記電波暗箱の前記内部空間内に設置されるアンテナ保持機構（８１）と、前記各アンテナ台座を前記一方向にスライドさせるための第１の駆動軸（８７ａ、８７ｂ、８７ｃ）を回転駆動する第１の駆動用モータ（８８ａ、８８ｂ、８８ｃ）、及び、前記台座部を前記直交方向にスライドさせるための第２の駆動軸（８９ａ）を回転駆動する第２の駆動用モータ（８９ｂ）を含む動力部（８７）と、前記測定対象周波数帯に応じて、前記各アンテナが、順次、前記焦点位置に停止されるように、前記第１及び第２の駆動用モータを制御する前記アンテナ自動配置制御部と、を有する構成である。

【0032】

この構成により、本発明の請求項１０に係るアンテナ装置は、電波暗箱の内部空間の底面に水平なスペースをアンテナ保持機構の設置スペースとして確保することで電波暗箱の高さの拡張を防ぐことができる。また、各アンテナが水平面上を互いに直交する方向にスライド移動するため、焦点位置へ向けての安定した移動が可能となる。

【0033】

また、本発明の請求項１１に係るアンテナ装置は、前記第１のスライド機構が、前記一方向に対して並行に、かつ、前記他方向に所定間隔離間して複数設けられ、前記動力部は、前記各第１のスライド機構にそれぞれ対応する前記第１の駆動用モータを含む構成である。

【0034】

この構成により、本発明の請求項１１に係るアンテナ装置は、電波暗箱の底面上の水平方向のスペースを最大限に活用しつつ、電波暗箱の大型化を避けながら、各アンテナの増設に容易に対応可能となる。

【0035】

また、本発明の請求項１２に係る測定方法は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置を用いる測定方法であって、前記被試験対象を、前記電波暗箱内の被試験対象保持部に保持させる保持ステップ（Ｓ１）と、所定の測定開始指令に基づき、前記測定対象周波数帯に応じて、前記複数のアンテナを、前記焦点位置に、順次、配置するアンテナ配置ステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、前記模擬測定装置により、前記焦点位置に配置された前記アンテナを介して前記被試験対象に試験信号を出力させる試験信号出力ステップ（Ｓ６）と、前記試験信号が入力された前記被試験対象から出力される前記被測定信号を、前記焦点位置に配置された前記アンテナを介して受信させる信号受信ステップ（Ｓ７）と、前記信号受信ステップで受信した前記被測定信号に基づいて、前記焦点位置に配置された前記アンテナが使用する前記測定対象周波数帯の無線信号に対する前記被試験対象の送信及び受信特性を測定させる測定ステップ（Ｓ８）と、を含む構成である。

【0036】

この構成により、本発明の請求項１１に係る測定方法は、アンテナ配置手段を設けた電波暗箱を有するアンテナ装置を用いるため、被測定対象の送信及び受信特性の測定中に、ユーザが、上記複数のアンテナをリフレクタの焦点位置に順次付け替える作業が不要となる。また、リフレクタを設けて信号伝搬路を短くしたうえでアンテナ配置手段を付加するため、電波暗箱のコンパクト化の大きな障害とはならない。また、各アンテナを配置する手間を低減しつつ各測定対象周波数帯の被測定対象の送信及び受信特性の測定を間断なく行うことができ、測定処理の効率を高めることができる。

【発明の効果】

【0037】

本発明は、電波暗箱の大型化、試験用アンテナの付け替え作業の煩雑化を回避しつつ、被試験対象の複数の試験用アンテナに対応する周波数帯についての送信及び受信特性を効率よく測定可能なアンテナ装置及び測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る測定装置全体の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る測定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】本発明の第１の実施形態に係る測定装置における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。

【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傍界を説明するための模式図である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるリフレクタと同様の回転放物面を有するパラボラの信号経路構造を示す模式図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるリフレクタと同様の回転放物面を有するオフセットパラボラの信号経路構造を示す模式図である。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるＤＵＴの送信及び受信特定測定用の複数の試験用アンテナの使用周波数分類を示す表図である。

【図9】本発明の第１の実施形態に係る測定装置のアンテナ自動配置手段における試験用アンテナの配置態様を示す概念図である。

【図10】本発明の第１の実施形態に係る測定装置におけるＤＵＴの送信及び受信特定測定処理を示すフローチャートである。

【図11】本発明の第２の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるアンテナ自動配置手段の概略構成を示す側面図である。

【図12】本発明の第３の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるアンテナ自動配置手段の概略構成図である。

【図13】本発明の第４の実施形態に係る測定装置のＯＴＡチャンバに採用されるアンテナ自動配置手段の概略構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、本発明に係る測定装置及び測定方法の実施形態について図面を用いて説明する。

【0040】

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る測定装置１の構成について、図１〜図９を参照して説明する。なお、測定装置１は、本発明のアンテナ装置に相当している。本実施形態に係る測定装置１は、全体として図１に示すような外観構造を有し、かつ、図２に示すような機能ブロックにより構成されている。但し、図１においては、ＯＴＡチャンバ５０について側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。

【0041】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る測定装置１は、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、ＯＴＡチャンバ５０を有している。

【0042】

統合制御装置１０は、ＮＲシステムシミュレータ２０と、例えばイーサネット（登録商標）等のネットワーク１９を介して相互に通信可能に接続されている。さらに統合制御装置１０は、ネットワーク１９を介して、ＯＴＡチャンバ５０における被制御系要素とも接続されている。測定装置１は、ＯＴＡチャンバ５０における被制御系要素として、アンテナ自動配置制御部１６、ＤＵＴ姿勢制御部１７を有している。

【0043】

統合制御装置１０は、ネットワーク１９を介して、ＮＲシステムシミュレータ２０、及びＯＴＡチャンバ５０における被制御系要素を統括的に制御するものであり、例えば、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）により構成される。なお、アンテナ自動配置制御部１６、ＤＵＴ姿勢制御部１７は、例えば、図３に示すように、統合制御装置１０に設けられていてもよい。以下においては、統合制御装置１０が図３に示す構成を有するものとして説明する。

【0044】

測定装置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を用い、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においては、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、ＯＴＡチャンバ５０を載置した例を挙げている。

【0045】

ここでは、便宜上、ＯＴＡチャンバ５０の構成から先に説明する。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、上述したＣＡＴＲの一例として用いられる。

【0046】

ＯＴＡチャンバ５０は、図１、図２に示すように、例えば、長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、内部空間５１に、ＤＵＴ１００と、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と対向可能な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。ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１には、さらに、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０から放射された無線信号を試験用アンテナ６の受光面へと折り返す電波経路を実現するリフレクタ７が配置されている。複数の試験用アンテナ６は、本発明における複数のアンテナを構成する。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、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。

【0047】

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、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄや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。

【0048】

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規定の周波数帯（図８における「５Ｇ ＮＲバンド」参照）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、規定の周波数帯（５Ｇ ＮＲバンド）の無線信号をしようするものである。ＤＵＴ１００のアンテナ１１０は、本発明における被試験対象アンテナに相当する。

【0049】

上述した通信可能周波数範囲を有する５Ｇ ＮＲ無線端末は、例えば出荷時に、図８に示す表図中の番号１、２、３で識別される各バンドのうちのいずれか１つを使用して通信可能となるように設定され、その後、所定の設定変更操作により使用可能な周波数帯を切り換え設定し得る構成を有している。このような無線端末において、使用可能に設定されたバンドをインバンド、使用可能に設定されていないバンドをアウトバンドと称することもある。当該無線端末をＤＵＴ１００としてＯＴＡチャンバ５０内でのＯＴＡ環境下で送信及び受信特性測定を行う場合には、前述したインバンド及びアウトバンドの全てのバンドについての測定が要求される。

【0050】

図８は、本実施形態に係るＯＴＡチャンバ５０内に配置される３つの試験用アンテナ６の使用可能な周波数範囲分類を示す表図である。図８に示すように、番号１、２及び３によって識別される３つの周波数帯域は、それぞれ、３．３ＭＨｚ〜５．０ＭＨｚ、２４．２５ＭＨｚ〜４０．０ＭＨｚ、４０．５ＭＨｚ〜４３．５ＭＨｚに割り当てられている。番号１に割り当てられた３．３ＭＨｚ〜５．０ＭＨｚの周波数帯幅は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により規定される周知の５Ｇ ＮＲのバンド一覧の中の、例えば、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅（周波数帯群）に相当している。同様に、番号２及び３に割り当てられた２４．２５ＭＨｚ〜２９．５ＭＨｚ、及び４０．５ＭＨｚ〜４３．５ＭＨｚの周波数帯幅は、例えば、上記バンド一覧に規定されるｎ２５８、ｎ２６０の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅、及びｎ２５９の周波数帯を含む一群の周波数帯域幅に相当している。

【0051】

本実施形態において、ＯＴＡチャンバ５０は、例えば、図８に示す周波数帯域分類中、番号１、２、３にそれぞれ対応する周波数数帯を使用する３つの試験用アンテナ６を内部空間５１内に配置しているものである。この３つの試験用アンテナ６は、アンテナ自動配置手段６０によって、１つずつ順番にリフレクタ７の焦点位置（図１において、符号Ｆで示す）に自動配置されるようになっている。一方で、本実施形態に係るＤＵＴ１００は、上記番号１、２、３にそれぞれ対応する周波数帯を使用可能周波数帯として選択的に設定可能な構成を有している。ＤＵＴ１００は、ＯＴＡチャンバ５０内での送受信に関する測定中、上記番号１、２、３にそれぞれ対応する周波数帯を順番に使用して、焦点位置Ｆに順次配置される試験用アンテナ６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。

【0052】

次に、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１におけるＤＵＴ保持部５６、試験用アンテナ６及びリフレクタ７の配置態様について説明する。ＯＴＡチャンバ５０において、内部空間５１における筐体本体部５２の底面５２ａには、鉛直方向に延びるＤＵＴ保持部５６が設けられている。ＤＵＴ保持部５６は、底面５２ａに設置される駆動部５６ａと、駆動部５６ａに連結される支持台５６ｂと、支持台５６ｂの側面から例えば水平方向に延びるＤＵＴ載置部５６ｃとを有する。駆動部５６ａは、例えば、２軸方向に回転する回転機構を備える２軸ポジショナにより構成されている。以下、駆動部５６ａを２軸ポジショナと称することもある（図３参照）。これにより、ＤＵＴ保持部５６は、ＤＵＴ載置部５６ｃに保持されているＤＵＴ１００を、例えば、球体の中心にあって、球体表面の全ての点に対してアンテナ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を可能とする。

【0053】

ＯＴＡチャンバ５０において、筐体本体部５２の底面５２ａ下方位置にはアンテナ保持機構６１が設けられ、該アンテナ保持機構６１は、複数の試験用アンテナ６を互いに離間した状態で保持している。本実施形態では、アンテナ保持機構６１は、例えば、図８に示す表図中の番号１から３により識別される３つの測定対象周波数帯の無線信号を送受信可能な３つの試験用アンテナ６を保持している。

【0054】

アンテナ保持機構６１は、動力部６４を介して、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１における底面５２ａに取り付けられている。アンテナ保持機構６１は、動力部６４、アンテナ自動配置制御部１６（図２参照）とともに、アンテナ自動配置手段６０を構成している。アンテナ自動配置手段６０は、本発明のアンテナ配置手段を構成する。なお、アンテナ自動配置手段６０の構成については、後で詳述する。

【0055】

ＯＴＡチャンバ５０において、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。リフレクタ７は、回転放物面の焦点位置Ｆに配置されている１つの試験用アンテナ６から放射された試験信号を回転放物面で受け、ＤＵＴ保持部５６に保持されているＤＵＴ１００に向けて反射させるとともに、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ことが可能な位置及び姿勢で配設されている。本実施形態では、上述した試験信号及び被測定信号を送受信する試験用アンテナ６としては、アンテナ保持機構６１に保持されている３つの試験用アンテナ６が、アンテナ自動配置手段６０によって順番に１つずつ上記焦点位置Ｆに自動配置されるようになっている。

【0056】

ここで、ＯＴＡチャンバ５０にリフレクタ７を搭載することのメリット、及びリフレクタ７の好ましい形態について図５〜図７を参照して説明する。図５は、例えば、試験用アンテナ６と同等のアンテナＡＴから放射された電波の無線端末１００Ａに対する電波の伝わり方を示す模式図である。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へ直接伝わる場合（Direct FAR Field）の例を示し、（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へ伝わる場合の例を示している。

【0057】

図５（ａ）に示すように、アンテナＡＴを放射源とする電波は、放射源を中心にして波面が球状に拡がりながら伝搬する性質がある。また、放射源から近い距離では、波の同位相の点を結んだ面（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）に近くなることも知られている。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傍界（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、良好な受信を行ううえで、球面波を受信するよりも、平面波を受信することが好ましい。

【0058】

平面波を受信するためには、無線端末１００Ａが遠傍界に存在する設置される必要がある。ここで、無線端末１００Ａの最大直線サイズをＤ、波長をλとするとき、遠傍界は、アンテナＡＴから２Ｄ^２／λ以遠の距離となる。具体的に、Ｄ＝０．４メートル（ｍ）、波長λ＝０．０１ｍ（２８ＧＨｚ帯の無線信号に相当）とした場合には、アンテナＡＴからおおよそ３０ｍの位置が近傍界と遠傍界との境界となり、それより遠い位置に無線端末１００Ａを置く必要が生じる。なお、本実施形態においては、最大直線サイズＤが、例えば、５ｃｍ（センチメートル）から３３ｃｍ程度のＤＵＴ１００の測定を想定している。

【0059】

このように、図５（ａ）に示すDirect Far Field法にあっては、アンテナＡＴと無線端末１００Ａ間の伝搬距離が大きく、しかも、伝搬ロスの大きいという特性がある。そこで、その対処法として、例えば、図５（ｂ）に示すように、アンテナＡＴの電波を反射させて無線端末１００Ａの導入し得る位置に回転放物面を有する反射鏡７Ａを配置する方法がある。この方法によれば、アンテナＡＴと無線端末１００Ａ間の距離を短縮し得るのみならず、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。伝搬ロスは、同位相の波の位相差で表すことができる。伝搬ロス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）で評価することを前提としている。

【0060】

図５（ａ）に示す反射鏡７Ａとして用い得るものとして、例えば、パラボラ（図６参照）、あるいはオフセットパラボラ（図７参照）がある。パラボラは、図６に示すように、アンテナ中心Ｏを通る軸に対して対称な鏡面（回転放物面）を有し、その回転放物面から定まる焦点位置Ｆに回転放物面の方向に指向性を有する一次放射器を設置することで、一次放射器から放射された電波を上記軸方向と平行な方向に反射する機能を有する。逆に、パラボラは、焦点位置Ｆに例えば本実施形態に係る試験用アンテナ６を配置することで、上記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が送信した無線信号）を反射させ、試験用アンテナ６へと導くことができることが理解できる。しかしながら、パラボラは、正面（Ｚ方向）から見た平面形状が真円であって、構造が大きく、ＯＴＡチャンバ５０のリフレクタ７として配置するには不向きである。

【0061】

これに対し、オフセットパラボラは、図７に示すように、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（図６参照）の回転放物面の一部を切り出した形状）を有し、一次放射器を、そのビーム軸が回転放物面の軸に対して、例えば、角度α傾いた状態で設置することで、一次放射器から放射された電波を回転放物面の軸方向と平行な方向に反射する機能を有する。このオフセットパラボラは、焦点位置Ｆに例えば本実施形態に係る試験用アンテナ６を配置することで、該試験用アンテナ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ことが理解できる。オフセットパラボラは、鏡面が垂直に近づくような配置が可能であり、パラボラ（図６参照）よりも構造が大幅に小さくて済む。

【0062】

上述した知見に基づき、本実施形態に係るＯＴＡチャンバ５０では、図１に示すように、オフセットパラボラ（図７参照）を用いたリフレクタ７を、ＤＵＴ１００と試験用アンテナ６間の電波伝搬経路に配置している。リフレクタ７は、図中、符号Ｆで示す位置が焦点位置となるように筐体本体部５２の側面５２ｂに取り付けられている。

【0063】

リフレクタ７と、アンテナ保持機構６１により保持されている３つの試験用アンテナ６のうちの１つ（焦点位置に配置中のもの）とは、リフレクタ７の軸ＲＳ１に対して試験用アンテナ６のビーム軸ＢＳ１が所定の角度α傾いたオフセット状態となっている。ここでいう１つの試験用アンテナ６とは、アンテナ保持機構６１を覆うカバー部６７の開口６７ａを介してリフレクタ７から見透しが確保できる試験用アンテナ６のことである。

【0064】

リフレクタ７は、試験用アンテナ６のビーム軸ＢＳ１上に焦点位置Ｆを有し、アンテナ保持機構６１の回転体６２に保持された各試験用アンテナ６は、上述した見透しを確保可能な１つの試験用アンテナ６の位置、すなわち、リフレクタ７の焦点位置Ｆを順次通過できるようになっている。上述した傾き角度αは、例えば、３０度に設定することができる。この場合、試験用アンテナ６は、仰角３０度でリフレクタ７に対向するように、すなわち、リフレクタ７に対向し、試験用アンテナ６の受信面が無線信号のビーム軸に対して直角となる角度でアンテナ保持機構６１に保持されることになる。オフセットパラボラ型のリフレクタ７を採用することで、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姿勢での配置が可能となり、ＯＴＡチャンバ５０の構造を縮減させ得るというメリットが生まれる。

【0065】

次に、リフレクタ７の焦点位置Ｆに対して複数の試験用アンテナ６を順次自動配置するアンテナ自動配置手段６０の構成について詳しく説明する。

【0066】

ＯＴＡチャンバ５０に搭載されるアンテナ自動配置手段６０は、例えば、図１、図２に示すように、アンテナ保持機構６１、動力部６４、カバー部６７、及びアンテナ自動配置制御部１６を有している。アンテナ保持機構６１は、回転軸６３を中心に回転可能な回転体６２により構成され、回転体６２には、回転軸６３を中心とした円周上に例えば３つの試験用アンテナ６が配置されている。

【0067】

より具体的な例としては、例えば、図９（ａ）に示すように、回転体６２には、上述した円周を規定する円Ｃ１の外周に沿って、等間隔で、例えば、水平面上で回転軸６３を中心に１２０度ずつの間隔をおいて配置されている。ここでアンテナ保持機構６１は、回転体６２の回転により円Ｃ１の円周上の周方向に位置移動（周回）する各試験用アンテナ６の受信面がリフレクタ７の焦点位置Ｆを通過するように内部空間５１内に設置されている。本実施形態で用いる３つの試験用アンテナ６は、例えば、図８に示す表図中、それぞれ、番号１から３で識別される各周波数帯の無線信号を送受信可能なものである。なお、３つの試験用アンテナ６の上記円周上の配置は、図９（ａ）に示す態様（数及び離間角度）配置に限らず、例えば、図９（ｂ）に示すように、回転軸６３を中心に６０度ずつの間隔をおいて近接配置される態様であってもよい。なお、本発明は、試験用アンテナ６の数については、本実施形態で挙げている３つに限るものではなく、ＤＵＴ１００が有するインバンド、及びアウトバンドの割振りに応じた任意の数とし得る（図１３参照）ことはいうまでもない。

【0068】

動力部６４は、回転軸６３を介して回転体６２を回転駆動する駆動用モータ６５、及び該駆動用モータ６５と回転軸６３間に配設されるギヤ等の連結部材６６を有している。カバー部６７は、アンテナ保持機構６１及び動力部６４を、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を規制できるように覆うものである。

【0069】

カバー部６７には、開口６７ａが形成されている。開口６７ａは、アンテナ保持機構６１に保持された試験用アンテナ６のうちの１つがリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置されたときに、当該試験用アンテナ６からリフレクタ７の回転放物面に対する見透しを確保できる位置に形成されている。

【0070】

アンテナ自動配置制御部１６は、例えば、統合制御装置１０の制御部１１（図３参照）からの指令に基づき、図８に示す表図中の番号１から３で識別される各測定対象周波数帯に応じて、各試験用アンテナ６が、順次、リフレクタ７の焦点位置Ｆまで移動し、かつ、停止されるように駆動用モータ６５を駆動するようになっている。

【0071】

ここで図２〜図４を参照し、本実施形態に係る測定装置１の機能構成についてさらに詳しく説明する。本実施形態に係る測定装置１（図２参照）において、統合制御装置１０は、例えば、図３に示すような機能構成を有し、ＮＲシステムシミュレータ２０は、例えば、図４に示すような機能構成を有する。ＮＲシステムシミュレータ２０は、本発明の模擬測定装置を構成する。

【0072】

図３に示すように、統合制御装置１０は、制御部１１、操作部１２、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、測定装置１の機能を実現するための所定の情報処理や、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ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと、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ＲＯＭ（Read Only Memory）１１ｂと、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ＲＡＭ（Random Access Memory）１１ｃと、所定の信号が入力される入力インターフェース機能と所定の信号を出力する出力インターフェース機能を有する外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１ｄと、図示しないハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体と、各種入出力ポートとを有する。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、ＯＴＡチャンバ５０における駆動用モータ６５及び駆動部（２軸ポジショナ）５６ａ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、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など、各種情報を表示する機能部である。

【0073】

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、アンテナ自動配置制御部１６、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、アンテナ自動配置制御部１６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。

【0074】

呼接続制御部１４は、リフレクタ７の焦点位置Ｆへ自動配置された試験用アンテナ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。

【0075】

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し、試験用アンテナ６を介して試験信号を送信させる制御、及び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。

【0076】

アンテナ自動配置制御部１６は、アンテナ自動配置手段６０のアンテナ保持機構６１に保持されている複数の試験用アンテナ６を、リフレクタ７の焦点位置Ｆに対して、順次、自動的に配置する制御を行う。この制御を実現するために、例えば、ＲＯＭ１１ｂには、予め、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａが格納されている。アンテナ自動配置制御テーブル１６ａは、例えば、駆動用モータ６５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するものである。本実施形態において、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａは、図８に示す例えば番号１から３で識別される３つの測定対象周波数帯にそれぞれ対応して各試験用アンテナ６をそれぞれリフレクタ７の焦点位置Ｆまで移動させるための駆動用モータ６５の運転パルス数を上記制御データとして記憶している。

【0077】

アンテナ自動配置制御部１６は、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａをＲＡＭ１１ｃの作業領域に展開し、該アンテナ自動配置制御テーブル１６ａに基づき、各試験用アンテナ６にそれぞれ対応する測定対象周波数帯に応じて、アンテナ自動配置手段６０の動力部６４における駆動用モータ６５を回転駆動する制御を行う。この制御により、各試験用アンテナ６を、順次、リフレクタ７の焦点位置Ｆに停止（配置）させるアンテナ自動配置制御が実現可能となる。なお、本実施形態では、アンテナ自動配置制御部１６が、試験用アンテナ６が一方向に回転するように（図１、図９参照）駆動用モータ６５を回転駆動する例を挙げているが、これに限らず、逆方向、あるいは、双方向に回転駆動可能な構成としてもよい。この点は第２及び第３の実施形態においても同様である。

【0078】

ＤＵＴ姿勢制御部１７は、ＤＵＴ保持部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、予め、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、ＤＵＴ保持部５６を構成する２軸ポジショナ５６ａの制御データを格納している。

【0079】

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が球体表面の全ての点に対して順次向くようにＤＵＴ１００が姿勢変化するよう２軸ポジショナ５６ａを駆動制御する。

【0080】

また、本実施形態に係る測定装置１において、ＮＲシステムシミュレータ２０は、例えば、図４に示すように、信号測定部２１、制御部２２、操作部２３、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。

【0081】

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、さらに両者を合成してデジタル変調の周波数として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の周波数を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ＤＵＴ１００に向けて出力する。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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、各種入出力インター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。

【0085】

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ー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。

【0086】

次に、本実施形態に係る測定装置１によるＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定処理について、図１０を参照して説明する。図１０においては、特に、５Ｇ ＮＲバンドのうち（図８参照）、それぞれ、番号１、番号２、番号３で示す各周波数帯をそれぞれ使用可能な３つの試験用アンテナ６を焦点位置Ｆに順次配置させつつＤＵＴ１００の測定を行うものとする。以下の説明では、番号１で示す周波数帯をインバンド、番号２で示す周波数帯をアウトバンド１、番号３で示す周波数帯をアウトバンド２と呼称するものとする。

【0087】

また、図１０においては、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定処理を開始することを指示する測定開始操作を統御制御装置１０の操作部１２で行う場合について説明する。なお、測定開始操作は、ＮＲシステムシミュレータ２０の操作部２３で行うようにしてもよい。

【0088】

測定装置１において、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を行うためには、まず、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１内にＤＵＴ１００をセットする必要がある。これにより、測定装置１では、最初の処理として、ユーザにより、ＯＴＡチャンバ５０のＤＵＴ保持部５６のＤＵＴ載置部５６ｃに対して試験対象のＤＵＴ１００をセットする作業が行われる（ステップＳ１）。このとき、アンテナ自動配置手段６０については、３つの測定対象周波数帯をカバーし得る複数（この例では、３つ）の試験用アンテナ６がアンテナ保持機構６１に保持され、かつ、各試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆ（図７参照）を順次通過させ得るような位置にアンテナ保持機構６１が設置されている必要がある。

【0089】

ＤＵＴ１００のセット作業が行われた後、統合制御装置１０では、例えば、アンテナ自動配置制御部１６が、操作部１２においてＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定開始操作が行われたか否かを監視する（ステップＳ２）。

【0090】

ここで、上記測定開始操作が行われていないと判定された場合（ステップＳ２でＮＯ）、アンテナ自動配置制御部１６は上記ステップＳ１の監視を続行する。これに対し、上記測定開始操作が行われたと判定された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、アンテナ自動配置制御部１６は、測定対象周波数帯の測定順番を示すｎを、１番目の測定対象周波数帯を示すｎ＝１にセットする（ステップＳ３）。なお、この例においては、ｎの最大値は、３である。

【0091】

次いで、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎ＝１に対応する１番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆまで自動的に移動（配置）させる制御を行う（ステップＳ４）。このとき、アンテナ自動配置制御部１６は、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａから、ｎ＝１に対応する１番目の測定対象周波数帯（インバンド）に対応する試験用アンテナ６の運転パルス数を読み取り、該運転パルス数に基づいて駆動用モータ６５を回転制御する。

【0092】

上記回転制御により、１番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６のリフレクタ７の焦点位置Ｆへの自動配置が終了すると、制御部１１の呼接続制御部１４は、自動配置が完了した当該試験用アンテナ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Ｓ５）。ここで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１番目の送受信測定対象周波数帯の周波数を有する制御信号（呼接続要求信号）を無線送信させる一方で、該呼接続要求信号を受信したＤＵＴ１００が接続要求された周波数を設定したうえで送信してくる制御信号（呼接続応答信号）を受信する呼接続制御を行う。この呼接続制御により、ＮＲシステムシミュレータ２０とＤＵＴ１００との間には、リフレクタ７の焦点位置Ｆへ自動配置された試験用アンテナ６、及びリフレクタ７を介して１番目の送受信測定対象周波数帯の無線信号を送受信可能な状態が確立される。

【0093】

なお、呼接続制御の完了後のＤＵＴ１００にあっては、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受信する処理がダウンリンク（ＤＬ）処理とされ、逆に、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がアップリンク（ＵＬ）処理とされる。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、リンクアンテナと称されることもある。

【0094】

ステップＳ５での呼接続の確立後、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では、上記信号送信指令に基づき、ＤＵＴ１００に対し、リフレクタ７の焦点位置Ｆに自動配置されている試験用アンテナ６を介して試験信号を送信させる制御を行う（ステップＳ６）。

【0095】

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、上記信号送信指令を受けた制御部２２は、信号発生機能部を制御し、信号発生部２１ａで試験信号を生成するための信号を発生させる。その後、この信号をＤＡＣ２１ｂでデジタル／アナログ変換処理し、さらに変調部２１ｃで変調処理を行った後、ＲＦ部２１ｄで該デジタル変調された周波数を各通信規格の周波数に対応した試験信号を生成し、当該試験信号（ＤＬデータ）を送信部２１ｅにより試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に向けて出力する。なお、信号送受信制御部１５は、ステップＳ５で試験信号送信の制御を開始した後、当該試験用アンテナ６に対応する周波数帯のＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定が終了するまでの間、試験信号を適宜なタイミングで送信するよう制御する。また、この間、統合制御装置１０においては、ＤＵＴ姿勢制御部１７が、２軸ポジショナ５６ａを、ＤＵＴ載置部５６ｃに載置されたＤＵＴ１００が上述した姿勢となるようにする制御を継続する。

【0096】

これに対し、ＤＵＴ１００は、試験用アンテナ６、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、上記姿勢制御に基づく逐次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ように動作する。

【0097】

ステップＳ６で試験信号を送信開始した後、引き続き、信号送受信制御部１５は、上記試験信号を受信したＤＵＴ１００から送信され、リフレクタ７によって反射される被測定信号を、リフレクタ７の焦点位置Ｆに自動配置されている試験用アンテナ６により受信させる処理を行う（ステップＳ７）。

【0098】

この受信処理に際しては、試験用アンテナ６を介して受信された被測定信号が信号処理部４０に入力される。信号処理部４０は、アップコンバータ、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタ等により構成されている。信号処理部４０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（アップコンバート、又はダウンコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施す。

【0099】

引き続き、ＮＲシステムシミュレータ２０は、周波数コンバータにより周波数変換された被測定信号を測定する処理を実行する（ステップＳ８）。この測定処理に際しては、周波数変換された被測定信号がＮＲシステムシミュレータ２０（図４参照）におけるＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆに入力する。

【0100】

ＮＲシステムシミュレータ２０において、制御部２２は、信号解析機能部を制御して、まず、ＲＦ部２１ｄの受信部２１ｆに入力した被測定信号をＩＦ信号に変換させる。次いで、制御部２２は、ＡＤＣ２１ｇにより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に入力させ、該解析処理部２１ｈにより、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させるように制御する。さらに制御部２２は、解析処理部２１ｈを制御し、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させるように制御する。

【0101】

ＮＲシステムシミュレータ２０において、制御部２２は、解析処理部２１ｈによる被測定信号の解析結果に基づいてＤＵＴ１００の送信及び受信特性を測定する制御を実施する（ステップＳ８）。例えば、ＤＵＴ１００の送信特性については、制御部２２は、ＮＲシステムシミュレータ２０から試験信号としてＰｉｎｇ（ピング）リクエストフレームを送信させ、該Ｐｉｎｇリクエストフレームに応答してＤＵＴ１００が被測定信号として送信するＰｉｎｇ Ｒｅｐｌｙ（ピング リプライ）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、制御部２２は、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の受信回数の割合をエラー率（ＢＥＲ）として算出する。ステップＳ８でのＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定制御に合わせて、統合制御装置１０では、例えば、制御部３２が、ＮＲシステムシミュレータ２０による被測定信号の解析結果を、送信及び受信特性として図示しないＲＡＭ等の記憶領域に記憶させる制御を行う。

【0102】

引き続き、統合制御装置１０では、例えば、アンテナ自動配置制御部１６が、ｎ＝１に対応する１番目の測定対象周波数帯についてＤＵＴ１００の送信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、１番目の測定対象周波数帯についての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Ｓ６以降の処理を続行する。

【0103】

これに対し、１番目の測定対象周波数帯についての測定が終了したと判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、アンテナ自動配置制御部１６は、上記ｎが、最後の測定対象周波数帯（アウトバンド２）であることを示すｎ＝３に達したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、ｎ＝３に達していないと判定された場合（ステップＳ１０でＮＯ）、アンテナ自動配置制御部１６は、ステップＳ３に移行し、ｎを２番目の周波数帯（アウトバンド１）を示すｎ＝２にセットする（ステップＳ３）。

【0104】

引き続き、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎ＝１のときと同様の方法で、ｎ＝２に対応する２番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆまで自動的に移動させる制御を行う（ステップＳ４）。さらに、呼接続制御部１４は、新たにリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置された試験用アンテナ６を駆動し、ＤＵＴ１００との間で呼を確立する呼接続制御を実施する（ステップＳ５）。

【0105】

その後、統合制御装置１０は、ｎ＝２に対応する２番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６による試験信号及び被測定信号の送受信に合わせてＳ６〜Ｓ１０の処理（１番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６による試験信号及び被測定信号の送受信に合わせて行った処理に同じ）を実行する。

【0106】

この間、統合制御装置１０では、アンテナ自動配置制御部１６が、２番目の測定対象周波数帯についてＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定が終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、ここで、該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Ｓ６以降の処理を続行する。

【0107】

これに対し、２番目の測定対象周波数帯についてのＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定が終了したと判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎ＝３に達したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ｎ＝３に達していないと判定された場合（ステップＳ１０でＮＯ）、アンテナ自動配置制御部１６は、ステップＳ３に移行し、ｎを３番目の周波数帯（アウトバンド２）を示すｎ＝３にセットする（ステップＳ３）。

【0108】

引き続き、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎ＝１、２のときと同様の方法で、ｎ＝３に対応する３番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆまで自動的に移動させる制御を行う（ステップＳ４）。次いで、呼接続制御部１４は、新たにリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置された試験用アンテナ６を駆動し、ＤＵＴ１００との間で呼を確立する呼接続制御を実施する（ステップＳ５）。

【0109】

その後、統合制御装置１０は、ｎ＝３に対応する３番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６による試験信号及び被測定信号の送受信に合わせてＳ６〜Ｓ１０の処理（１番目、２番目の測定対象周波数帯に対応する試験用アンテナ６による試験信号及び被測定信号の送受信に合わせて行った処理に同じ）を実行する。

【0110】

この間、統合制御装置１０では、アンテナ自動配置制御部１６が、３番目の測定対象周波数帯についてＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定が終了したか否かを判定し（ステップＳ９）、ここで、該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Ｓ６以降の処理を続行する。

【0111】

これに対し、３番目の測定対象周波数帯についてＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定が終了したと判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、統合制御装置１０は、ｎ＝３に達したと判定し（ステップＳ１０でＹＥＳ）、上記一連の測定処理を終了する。

【0112】

上述したように、本実施形態に係る測定装置（アンテナ装置）１は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５１を有するＯＴＡチャンバ５０と、内部空間５１に収容され、所定の回転放物面を有し、ＤＵＴ１００が備えるアンテナ１１０により送信あるいは受信される無線信号が該回転放物面を介して反射されるリフレクタ７と、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性を測定するための複数の測定対象周波数帯の無線信号を各々使用する複数の試験用アンテナ６と、測定対象周波数帯に応じて、複数の試験用アンテナ６を、回転放物面から定まる焦点位置Ｆに、順次、配置するアンテナ自動配置手段６０と、を有している。

【0113】

この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、ＯＴＡチャンバ５０を用いたＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定中に、ユーザが、複数の試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆに順次付け替える作業が不要となる。また、リフレクタ７を設けて信号伝搬路を短くしたうえでアンテナ自動配置手段６０を付加するため、ＯＴＡチャンバ５０のコンパクト化の大きな障害とはならない。また、各試験用アンテナ６を配置する手間を低減しつつ各測定対象周波数帯を対象とするＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を間断なく行うことができ、測定処理の効率を高めることができる。

【0114】

また、本実施形態に係る測定装置１において、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０は、規定の周波数帯の無線信号を使用し、複数の試験用アンテナ６のうちの１つがリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置されるごとに、焦点位置Ｆに配置中の試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に試験信号を出力するとともに、該試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力される被測定信号を焦点位置Ｆに配置中の試験用アンテナ６で受信し、受信した被測定信号に基づき、焦点位置Ｆに配置中の試験用アンテナ６が使用する測定対象周波数帯の無線信号に対するＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を行うＮＲシステムシミュレータ２０をさらに備えている。

【0115】

この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、規定の周波数帯の無線信号を使用するアンテナ１１０を有するＤＵＴ１００について、該規定の周波数帯における異なる複数の周波数帯群の周波数帯について、試験用アンテナ６の付け替えに多くの手間をかけることなくかつ円滑に送信及び受信特性を測定することができる。

【0116】

また、本実施形態に係る測定装置１において、規定の周波数帯は５Ｇ ＮＲのバンドであり、複数の測定対象周波数帯は、それぞれ、５Ｇ ＮＲのバンドにおける異なる複数の周波数帯群である、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の群、ｎ２５８、ｎ２５７の群、ｎ２５９の群のうちのいずれか１つの周波数帯群の周波数帯である。

【0117】

この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、５Ｇ ＮＲのバンドの無線信号を使用するアンテナ１１０を有するＤＵＴ（５Ｇ無線端末）について、ｎ７７、ｎ７８、ｎ７９の群、ｎ２５８、ｎ２５７の群、ｎ２５９の群のうちのいずれか１つの周波数帯群の周波数帯について、試験用アンテナ６の付け替えに多くの手間をかけることなくかつ円滑に送信及び受信特性を測定することができる。

【0118】

また、本実施形態に測定装置１において、アンテナ自動配置手段６０は、回転軸６３を中心に回転可能な回転体６２に、回転軸６３を中心とした円周上に各試験用アンテナ６が配置され、回転体６２の回転により各試験用アンテナ６の受信面がリフレクタ７の焦点位置Ｆを通過するようにＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１内に設置されるアンテナ保持機構６１と、回転軸６３を介して回転体６２を回転駆動する駆動用モータ６５を有する動力部６４と、測定対象周波数帯に応じて、各試験用アンテナ６が、順次、焦点位置Ｆに停止されるように駆動用モータ６５を制御するアンテナ自動配置制御部１６と、を有する構成である。

【0119】

この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、回転軸６３を中心とした円周上に各試験用アンテナ６を配置したアンテナ保持機構６１を採用したことで、ＯＴＡチャンバ５０のコンパクト化を維持したまま、アンテナ保持機構６１の設置スペースを削減することができる。

【0120】

また、本実施形態に係る測定装置１は、アンテナ保持機構６１は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１の底面５２ａに設置され、鉛直方向に沿った回転軸６３によって水平方向の面に沿って回転可能な回転体６２によって構成される。この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１の底面５２ａに対して水平なスペースをアンテナ保持機構６１の設置スペースとして確保することで、ＯＴＡチャンバ５０の高さの増大を防ぐことができる。

【0121】

また、本実施形態に係る測定装置１は、アンテナ保持機構６１は、各試験用アンテナ６の受信面が回転軸６３側を向くように当該各試験用アンテナ６を保持している構成である。この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、アンテナ保持機構６１をＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１の底面５２ａの中央部に配置し、各試験用アンテナ６が配置された円周の径を小さくすることができ、アンテナ保持機構６１、及びＯＴＡチャンバ５０のコンパクト化を維持することができる。

【0122】

また、本実施形態に係る測定装置１において、アンテナ保持機構６１は、試験用アンテナ６がリフレクタ７の焦点位置Ｆに停止されたときに、リフレクタ７に対向し、試験用アンテナ６の受信面が無線信号のビーム軸に対して直角となる角度、例えば仰角３０度となるように試験用アンテナ６を保持している構成である。この構成により、本実施形態に係る測定装置１は、リフレクタ７の焦点位置Ｆに配置された試験用アンテナ６の受信精度を高め、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定精度も向上させることができる。

【0123】

また、本実施形態に係る測定方法は、上述した構成を有する測定装置１を用いる測定方法であって、ＤＵＴ１００を、ＯＴＡチャンバ５０内のＤＵＴ保持部５６に保持させる保持ステップ（図１０におけるステップＳ１）と、所定の測定開始指令に基づき、測定対象周波数帯に応じて、複数の試験用アンテナ６を、焦点位置Ｆに、順次、配置するアンテナ配置ステップ（図１０におけるステップＳ３、Ｓ４）と、ＮＲシステムシミュレータ２０により、焦点位置Ｆに配置された試験用アンテナ６を介してＤＵＴ１００に試験信号を出力させる試験信号出力ステップ（図１０におけるステップＳ６）と、試験信号が入力されたＤＵＴ１００から出力される被測定信号を、前記焦点位置に配置された前記アンテナを介して受信させる信号受信ステップ（図１０におけるステップＳ７）と、信号受信ステップで受信した被測定信号に基づいて、焦点位置Ｆに配置された試験用アンテナ６が使用する測定対象周波数帯の無線信号に対するＤＵＴ１００の送信及び受信特性を測定させる測定ステップ（図１０におけるステップＳ８）と、を含むものである。

【0124】

この構成により、本実施形態に係る測定方法は、アンテナ自動配置手段６０を設けたＯＴＡチャンバ５０を有する測定装置（アンテナ装置）１を用いるため、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定中に、ユーザが、上記複数の試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆに順次付け替える作業が不要となる。また、リフレクタ７を設けて信号伝搬路を短くしたうえでアンテナ自動配置手段６０を付加するため、電波暗箱のコンパクト化の大きな障害とはならない。また、各試験用アンテナ６を焦点位置Ｆに配置する手間を低減しつつ各測定対象周波数帯のＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を間断なく行うことができ、測定処理の効率を高めることができる。

【0125】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る測定装置１Ａは、図１１に示すように、第１の実施形態に係る測定装置１で用いるＯＴＡチャンバ５０に代えて、アンテナ自動配置手段６０Ａを採用したＯＴＡチャンバ５０Ａを用いるものである。アンテナ自動配置手段６０Ａにおいて、第１の実施形態に係るＯＴＡチャンバ５０に搭載されるアンテナ自動配置手段６０（図１、図２参照）と同等の構成要素には同一の符号を付している。

【0126】

図１１に示すように、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａは、第１の実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０と同様、回転軸６３を中心に回転可能な回転体６２に、回転軸６３を中心とした円周上に各試験用アンテナ６が配置され、回転体６２の回転により各試験用アンテナ６の受信面がリフレクタ７の焦点位置Ｆを通過するようにＯＴＡチャンバ５０Ａの内部空間内に設置されるアンテナ保持機構６１と、回転軸６３を介して回転体６２を回転駆動する駆動用モータ６５を有する動力部６４と、を有している。つまり、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａにおいても、アンテナ保持機構６１は、ＯＴＡチャンバ５０Ａの内部空間５１の底面に設置され、鉛直方向に沿った回転軸６３によって水平方向の面に沿って回転可能な回転体６２により構成されている。

【0127】

本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａが、第１の実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０と異なる点は、回転体６２に対する試験用アンテナ６の配置態様であり、それ以外の構成は、第１の実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０と同様である。第１の実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０は、アンテナ保持機構６１が、各試験用アンテナ６の受信面が回転軸６３側（内側）を向くように当該各試験用アンテナ６を保持しているものであったのに対し（図１参照）、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａは、図１１に示すように、アンテナ保持機構６１が、各試験用アンテナ６の受信面が回転軸６３の側に対して反対側（外側）を向くように当該各試験用アンテナ６を保持している構成である。

【0128】

本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａにおいても、動力部６４を構成する駆動用モータ６５は、アンテナ自動配置制御部１６に接続されている。また、本実施形態においても、各試験用アンテナ６に対応してそれぞれリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置し得る運転パルス数（但し、第１の実施形態とは異なる値となる）を格納したアンテナ自動配置制御テーブル１６ａが予め用意されている。これにより、本実施形態に係る測定装置１Ａにおいても、第１の実施形態と同様、図１０に示すフローチャートに沿って、アンテナ自動配置制御部１６が、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａから各試験用アンテナ６の運転パルス数を読み取り、該パルス数に基づいて駆動用モータ６５を回転制御することにより、各試験用アンテナ６を、順次、リフレクタ７の焦点位置Ｆに配置する（図１０のステップＳ４参照）ことが可能となる。

【0129】

本実施形態に係る測定装置（アンテナ装置）１Ａでは、試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆに、順次、自動的に配置するアンテナ自動配置手段６０Ａを有するため、第１の実施形態と同様、複数の試験用アンテナ６を付け替える作業をユーザに強いることなく、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を容易に行うことができるという効果を奏する。特に、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ａを有するＯＴＡチャンバ５０Ａの構成によれば、例えば、アンテナ保持機構６１Ａを内部空間５１の底面５２ａの中央部を避けた位置に配置し、試験用アンテナ６が配置される円周の径を小さくし、アンテナ保持機構６１Ａを小型化する場合に有用である。

【0130】

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る測定装置１Ｂは、図１２に示すように、第１及び第２の実施形態に係る測定装置１、１Ａで用いるＯＴＡチャンバ５０、５０Ａに代えて、アンテナ自動配置手段６０Ｂを採用したＯＴＡチャンバ５０Ｂを用いるものである。図１２（ａ）は、アンテナ自動配置手段６０Ｂの正面から見た概略構成を示し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の右側面から見たアンテナ自動配置手段６０Ｂの概略構成を示している。

【0131】

第１及び第２の実施形態に係る測定装置１、１Ａのアンテナ自動配置手段６０、６０Ａは、水平面に対して直角な回転軸６３を介して水平面上を回転可能な回転体６２の周方向の円周上に複数の試験用アンテナ６を保持するアンテナ保持機構６１を有しているのに対して、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ｂは、図１２に示すように、水平方向に延びる中心軸６３Ｂを介して鉛直方向の面に沿って回転可能な回転体６２Ｂの外周に沿って円周上に複数の試験用アンテナ６を保持するアンテナ保持機構６１Ｂを有している。また、アンテナ自動配置手段６０Ｂの動力部６４Ｂは、第１及び第２の実施形態に係る駆動用モータ６５と同等の駆動用モータ６５Ｂと、該駆動用モータ６５Ｂと回転体６２Ｂの回転軸６３Ｂ間に介挿される連結部材６６Ｂにより構成されている。

【0132】

本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ｂは、アンテナ保持機構６１Ｂに保持されている複数の試験用アンテナ６は、回転体６２Ｂの回転に伴って鉛直方向の面に沿って周回するという点で第１及び第２の実施形態と異なっているが、各試験用アンテナ６の周回上の所定の位置、特に、リフレクタ７の焦点位置Ｆまで移動させるには、駆動用モータ６５Ｂの回転量、つまり、駆動用モータ６５Ｂに与える運転パルス数で制御できることは第１及び第２の実施形態と同様である。

【0133】

これにより、本実施形態においても、各試験用アンテナ６に対応してそれぞれリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置し得る運転パルス数（但し、第１及び第２の実施形態とは異なる値となる）を格納したアンテナ自動配置制御テーブル１６ａが予め用意されている。そのうえで、アンテナ自動配置手段６０Ｂの動力部６４Ｂを構成する駆動用モータ６５Ｂが接続されるアンテナ自動配置制御部１６において、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａに基づいて駆動用モータ６５Ｂを駆動制御させるようになっている。この場合、アンテナ自動配置制御部１６は、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａから各試験用アンテナ６の運転パルス数を読み取り、該パルス数に基づいて駆動用モータ６５を回転制御することにより、各試験用アンテナ６を、順次、リフレクタ７の焦点位置Ｆに配置する（図１０のステップＳ４参照）ことが可能となる。

【0134】

本実施形態に係る測定装置（アンテナ装置）１Ｂでは、試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆに、順次、自動的に配置するアンテナ自動配置手段６０Ｂを有するため、第１の実施形態と同様、複数の試験用アンテナ６を付け替える作業をユーザに強いることなく、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性を容易に測定できるという効果を奏する。特に、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段６０Ｂを有するＯＴＡチャンバ５０Ｂの構成によれば、内部空間５１の底面５２ａに垂直なスペースをアンテナ保持機構６１Ｂの設置スペースとして確保することで、筐体本体部５２の幅の増大を防ぐことができる。

【0135】

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る測定装置１Ｃは、図１３に示すように、第１の実施形態に係る測定装置１で用いるＯＴＡチャンバ５０に代えて、アンテナ自動配置手段８０を採用したＯＴＡチャンバ５０Ｃを用いるものである。本実施形態では、アンテナ自動配置手段８０について、それぞれ異なる測定対象周波数帯を使用可能な９つの試験用アンテナ６を自動配置する構成例を挙げているが、以下に述べるように、第１ないし第３実施形態で例示した３つの試験用アンテナ６を用いる場合にも適用し得ることは言うまでもない。

【0136】

図１３に示すように、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段８０は、アンテナ保持機構８１、動力部８７を有している。アンテナ保持機構８１は、複数の第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃと、該第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃに対して直交するように配設される第２のスライド機構８４と、により構成されている。第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、複数のアンテナ台座８２を有し、該アンテナ台座８２を、例えば、一対のガイドレール８３に沿って、所定の間隔を保ったまま一方向にスライド可能に保持する構成を有している。ここで、一方向とは、例えば、互いに直交するＸ軸とＹ軸で構成される平面上のＹ軸方向である。アンテナ台座８２には、それぞれ、試験用アンテナ６が取り付けられている。

【0137】

図１３においては、９個のアンテナ台座８２にそれぞれ取り付けられた９つの試験用アンテナ６が焦点位置Ｆに自動配置する構成を例示しているが、このアンテナ自動配置手段８０は、構成の変更あるいは変形によって、任意の数の試験用アンテナ６の自動配置に対応し得るものである。例えば、アンテナ自動配置手段８０において、第１ないし第３の実施形態のように３つの試験用アンテナ６を自動配置するには、図１３における任意の３つのアンテナ台座８２に各試験用アンテナ６をそれぞれ設置すればよい。また、図１３に示すアンテナ自動配置手段８０において、第１のスライド機構を１つ（例えば、８１ａ）のみ備えた構成、あるいは、第２のスライド機構８４のみを備えた構成とすることによっても、３つの試験用アンテナ６に自動配置に対応可能である。

【0138】

一方、第２のスライド機構８４は、第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃを載置する台座部８５を有し、該第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃを、例えば、一対のガイドレール８６に沿って、Ｙ軸方向とは直交する他方向にスライド可能に保持するようになっている。

【0139】

動力部８７は、第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃを構成する各アンテナ台座８２の貫通孔８２ａを貫いてＹ軸方向に沿って設けられる駆動軸８７ａ、８７ｂ、８７ｃと、該駆動軸８７ａ、８７ｂ、８７ｃを回転駆動する第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃと、を有する。動力部８７はまた、第２のスライド機構８４を構成する台座部８５の貫通孔８５ａを貫いてＸ軸方向に沿って設けられる駆動軸８９ａと、該駆動軸８９ａを回転駆動する第２の駆動用モータ８９ｂと、を有する。なお、上述した各アンテナ台座８２の貫通孔８２ａ、及び各台座部８５の貫通孔８５ａには、それぞれ、駆動軸８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、及び駆動軸８９ａに形成されたねじに嵌合するねじが形成されている。これにより、動力部８７においては、第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃを正逆両方向に回転駆動し、駆動軸８７ａ、８７ｂ、８７ｃを同方向に回転駆動させることで、各アンテナ台座８２をＹ軸に沿って正逆回転方向に対応する双方向に移動させることができる。同様に、第２の駆動用モータ８９ｂを正逆両方向に回転駆動し、駆動軸８９ａを同方向に回転駆動させることで、各台座部８５をＸ軸に沿って正逆回転方向に対応する双方向に移動させることができる。

【0140】

図１３に示すアンテナ自動配置手段８０において、アンテナ保持機構８１は、各アンテナ台座８２に載置された各試験用アンテナ６が、リフレクタ７の焦点位置Ｆを通過できるように、当該ＯＴＡチャンバ５０Ｃの内部空間５１内の例えば底面５２ａ上に設置されている。図１３の構成において、リフレクタ７の焦点位置Ｆは、ＸＹ平面上の座標で表わすことができる。また、Ｘ軸方向の台座部８５の移動量は、第２の駆動用モータ８９ｂの運転パルス数に対応し、Ｙ軸方向のアンテナ台座８２の移動量は、第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃの運転パルス数に対応している。

【0141】

このような条件を踏まえ、本実施形態に係る測定装置１Ｃでは、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａとして、各試験用アンテナ６に対応してそれぞれリフレクタ７の焦点位置Ｆに配置し得る第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃの運転パルス数、及び第２の駆動用モータ８９ｂの運転パルス数を制御データとして格納しておく。これにより、アンテナ自動配置制御部１６では、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａに基づいて第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、及び第２の駆動用モータ８９ｂをそれぞれ駆動制御することができる。この駆動制御において、アンテナ自動配置制御部１６は、アンテナ自動配置制御テーブル１６ａから各試験用アンテナ６に対応する第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃの運転パルス数、及び第２の駆動用モータ８９ｂの運転パルス数を読み取り、該パルス数に基づいて第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、及び第２の駆動用モータ８９ｂをそれぞれ回転制御することにより、各試験用アンテナ６を、順次、リフレクタ７の焦点位置Ｆに配置する（図１０のステップＳ４参照）ことが可能となる。

【0142】

本実施形態に係る測定装置（アンテナ装置）１Ｃでは、ＸＹ平面上で、試験用アンテナ６をリフレクタ７の焦点位置Ｆに、順次、自動的に配置するアンテナ自動配置手段８０を有するため、第１〜第３の実施形態と同様、複数の試験用アンテナ６を付け替える作業をユーザに強いることなく、ＤＵＴ１００の送信及び受信特性を容易に測定できるという効果を奏する。特に、本実施形態に係るアンテナ自動配置手段８０を有するＯＴＡチャンバ５０Ｃの構成によれば、ＯＴＡチャンバ５０Ｃの内部空間５１の底面５２ａに水平なスペースをアンテナ保持機構８１の設置スペースとして確保することでＯＴＡチャンバ５０Ｃ（筐体本体部５２）の高さ方向への構造拡張を防ぐことができる。また、各試験用アンテナ６が水平面上を互いに直交する方向にスライド移動するため、リフレクタ７の焦点位置Ｆへ向けての安定移動が可能となる。

【0143】

本実施形態に係る測定装置１Ｃでは、第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃが、Ｙ軸方向に対して並行に、かつ、前記Ｘ軸方向に所定間隔離間して複数設けられ、動力部８７は、第１のスライド機構８１ａ、８１ｂ、８１ｃにそれぞれ対応する第１の駆動用モータ８８ａ、８８ｂ、８８ｃを含む構成である。この構成により、測定装置１は、ＯＴＡチャンバ５０Ｃの筐体本体部５２の底面５２ａ上の水平方向のスペースを最大限に活用しつつ、ＯＴＡチャンバ５０Ｃの大型化を避けながら、試験用アンテナ６の増設に容易に対応可能となる。本実施形態においては、第１のスライド機構及び第１の駆動用モータは、必ずしも複数設ける必要はなく、１つずつ設けた構成であってもよい。

【0144】

なお、上記各実施形態では、５Ｇ ＮＲバンド内の３つのバンド（図８参照）におけるＤＵＴ１００の送受信測定を、例えば、３つの試験用アンテナ６（第４実施形態にあっては最大９つ）でカバーする例を挙げているが、本発明は、これに限らず、５Ｇ ＮＲバンド内の複数のバンドについてのＤＵＴ１００の送信及び受信特性の測定を任意の数の試験用アンテナ６を使用して実施する構成としてもよい。また、試験用アンテナ６を自動配置する手段（６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ）についても、上記各実施形態で説明した態様に限らず、手動で配置する手段を含め、種々の態様が適用可能であることはいうまでもない。
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。

【産業上の利用可能性】

【0145】

以上のように、本発明に係るアンテナ装置及び測定方法は、電波暗箱の大型化、試験用アンテナの付け替え作業の煩雑化を回避しつつ、ＤＵＴの複数の試験用アンテナに対応する周波数帯についての送信及び受信特性を効率よく測定できるという効果を奏し、５Ｇ ＮＲバンドを使用可能とする無線端末の送受信測定を行うアンテナ装置及び測定方法全般に有用である。

【符号の説明】

【0146】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 測定装置（アンテナ装置）
６ 試験用アンテナ（アンテナ）
７ リフレクタ
１０ 統合制御装置
１６ アンテナ自動配置制御部
２０ ＮＲシステムシミュレータ（模擬測定装置）
３０ 信号解析装置
４０ 信号処理部
５０ ＯＴＡチャンバ（電波暗箱）
５１ 内部空間
６０、６０Ａ、６０Ｂ アンテナ自動配置手段（アンテナ配置手段）
６１、６１Ｂ アンテナ保持機構
６２、６２Ｂ 回転体
６３、６３Ｂ 回転軸
６４、６４Ｂ 動力部
６５、６５Ｂ 駆動用モータ
８０ アンテナ自動配置手段
８１ アンテナ保持機構
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ 第１のスライド機構
８２ アンテナ台座
８４ 第２のスライド機構
８５ 台座部
８７ 動力部
８７ａ、８７ｂ、８７ｃ 第１の駆動軸
８８ａ、８８ｂ、８８ｃ 第１の駆動用モータ
８９ａ 第２の駆動軸
８９ｂ 第２の駆動用モータ
１００ ＤＵＴ（被試験対象）
１１０ アンテナ（被試験対象アンテナ）
Ｆ リフレクタの焦点位置

【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】