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(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】P2024166681
(43)【公開日】2024-11-29
(54)【発明の名称】試験装置
(51)【国際特許分類】
G01R 29/10 20060101AFI20241122BHJP
H01Q 3/08 20060101ALI20241122BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20241122BHJP
H01Q 19/06 20060101ALI20241122BHJP
H01Q 19/10 20060101ALI20241122BHJP
H04B 17/15 20150101ALI20241122BHJP
H04B 17/29 20150101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
G01R29/10 E
H01Q3/08
H01Q21/24
H01Q19/06
H01Q19/10
H04B17/15
H04B17/29
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023082929
(22)【出願日】2023-05-19
(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】110003694
【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】丸尾 友彦
【テーマコード（参考）】
5J020
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J020AA02
5J020AA03
5J020BA06
5J020BA10
5J020BA19
5J020BB01
5J020DA06
5J021AB07
5J021BA01
5J021BA03
5J021DA07
5J021JA05
5J021JA10
(57)【要約】
【課題】フィールド試験とほぼ同等の複数の基地局とＤＵＴとの通信環境の構築が可能な試験装置を提供する。
【解決手段】被試験アンテナを有するＤＵＴ１００の通信性能を測定する試験装置であって、周囲の電波環境に影響されない内部空間を有する電波暗箱と、内部空間に収容され、ＤＵＴの通信性能を測定するための無線信号を被試験アンテナとの間で送信または受信する試験用アンテナと、アジマス方向に回転移動可能でありかつＤＵＴに対して等距離にて試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能にそれぞれ支持するメインステージ７０およびサブステージ８０を備えるアンテナ移動機構６０とを具備する。アンテナ移動機構は、メインステージ７０およびサブステージ８０が整列するようこれら２つのステージの少なくとも一方をアジマス方向に回転移動させて試験用アンテナを２つのステージ間で移動させる。
【選択図】図１
【解決手段】被試験アンテナを有するＤＵＴ１００の通信性能を測定する試験装置であって、周囲の電波環境に影響されない内部空間を有する電波暗箱と、内部空間に収容され、ＤＵＴの通信性能を測定するための無線信号を被試験アンテナとの間で送信または受信する試験用アンテナと、アジマス方向に回転移動可能でありかつＤＵＴに対して等距離にて試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能にそれぞれ支持するメインステージ７０およびサブステージ８０を備えるアンテナ移動機構６０とを具備する。アンテナ移動機構は、メインステージ７０およびサブステージ８０が整列するようこれら２つのステージの少なくとも一方をアジマス方向に回転移動させて試験用アンテナを２つのステージ間で移動させる。
【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）の通信性能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、
前記内部空間に収容され、前記被試験対象の通信性能を測定するための無線信号を前記被試験アンテナとの間で送信または受信する試験用アンテナ（６）と、
アジマス方向に回転移動可能でありかつ前記被試験対象に対して等距離にて前記試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能にそれぞれ支持する２つのステージ（７０，８０）を備え、前記２つのステージが整列するよう前記２つのステージの少なくとも一方を前記アジマス方向に回転移動させて前記試験用アンテナを前記２つのステージ間で移動させるアンテナ移動機構（６０）と、
を備えることを特徴とする試験装置。
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、前記被試験対象の通信性能を測定するための無線信号を前記被試験アンテナとの間で送信または受信する試験用アンテナ（６）と、
アジマス方向に回転移動可能でありかつ前記被試験対象に対して等距離にて前記試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能にそれぞれ支持する２つのステージ（７０，８０）を備え、前記２つのステージが整列するよう前記２つのステージの少なくとも一方を前記アジマス方向に回転移動させて前記試験用アンテナを前記２つのステージ間で移動させるアンテナ移動機構（６０）と、
を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項2】
前記アンテナ移動機構は、
台座（６１）の平坦な第１面（６１ａ）上に設けられた円形の第１レール（６２）と、
前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第１支持具（７４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第２面（７４ａ）上に設けられた円弧状の第２レール（７５）を有する第１ステージ（７０）と、
前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第２支持具（８４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第３面（８４ａ）上に設けられた円弧状の第３レール（８５）を有する第２ステージ（８０）と、
前記第２レールおよび前記第３レール上を前記エレベーション方向に回転移動できるとともに、前記試験用アンテナが取り付けられたアンテナユニット（９０）と、を備え、
前記アンテナユニットが前記第２レールと前記第３レールとの間で相互に移動できるように、前記第２面と前記第３面が平行になるよう前記第１ステージと前記第２ステージが配置されたとき、前記第２レールの一端部（７５ａ）と前記第３レールの一端部（８５ａ）が近接して配置される、請求項１に記載の試験装置。
台座（６１）の平坦な第１面（６１ａ）上に設けられた円形の第１レール（６２）と、
前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第１支持具（７４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第２面（７４ａ）上に設けられた円弧状の第２レール（７５）を有する第１ステージ（７０）と、
前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第２支持具（８４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第３面（８４ａ）上に設けられた円弧状の第３レール（８５）を有する第２ステージ（８０）と、
前記第２レールおよび前記第３レール上を前記エレベーション方向に回転移動できるとともに、前記試験用アンテナが取り付けられたアンテナユニット（９０）と、を備え、
前記アンテナユニットが前記第２レールと前記第３レールとの間で相互に移動できるように、前記第２面と前記第３面が平行になるよう前記第１ステージと前記第２ステージが配置されたとき、前記第２レールの一端部（７５ａ）と前記第３レールの一端部（８５ａ）が近接して配置される、請求項１に記載の試験装置。
【請求項3】
前記第１ステージは、前記第１支持具（７４）の前記第２面上に前記第２レールに沿って前記第２レールから間隔を開けて配置された円弧状の第１ラック（７６）を備え、
前記第２ステージは、前記第２支持具（８４）の前記第３面上に前記第３レールに沿って前記第３レールから間隔を開けて配置された円弧状の第２ラック（８６）を備え、
前記アンテナユニットは、前記第１ラックに係合する第１ピニオン（９６）と、前記第２ラックに係合する第２ピニオン（９７）と、前記第１ピニオンおよび前記第２ピニオンを駆動するモータ（９８）と、前記第２レールに摺動可能に取り付け得る第１可動台（９１ａ）と、前記第３レールに摺動可能に取り付け得る第２可動台（９１ｂ）とを備える、請求項２に記載の試験装置。
前記第２ステージは、前記第２支持具（８４）の前記第３面上に前記第３レールに沿って前記第３レールから間隔を開けて配置された円弧状の第２ラック（８６）を備え、
前記アンテナユニットは、前記第１ラックに係合する第１ピニオン（９６）と、前記第２ラックに係合する第２ピニオン（９７）と、前記第１ピニオンおよび前記第２ピニオンを駆動するモータ（９８）と、前記第２レールに摺動可能に取り付け得る第１可動台（９１ａ）と、前記第３レールに摺動可能に取り付け得る第２可動台（９１ｂ）とを備える、請求項２に記載の試験装置。
【請求項4】
前記第２面と前記第３面が平行になるよう前記第１ステージと前記第２ステージが配置されたとき、側面視で前記第１ラックの最端部の歯と前記第２ラックの最端部の歯との間隔が、前記第１ラックの歯のピッチおよび前記第２ラックの歯のピッチに等しい、請求項２に記載の試験装置。
【請求項5】
前記内部空間における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変化させる姿勢可変機構（５６）と、
前記姿勢可変機構により姿勢が設定された前記被試験対象に対して、前記アンテナ移動機構により前記試験用アンテナを移動させて前記被試験対象の送信特性、受信特性、または送受信特性の測定を行う測定装置（２）と、をさらに備える、請求項１に記載の試験装置。
前記姿勢可変機構により姿勢が設定された前記被試験対象に対して、前記アンテナ移動機構により前記試験用アンテナを移動させて前記被試験対象の送信特性、受信特性、または送受信特性の測定を行う測定装置（２）と、をさらに備える、請求項１に記載の試験装置。
【請求項6】
前記アンテナユニットは、前記試験用アンテナとしての水平偏波アンテナ（６Ｈ）および垂直偏波アンテナ（６Ｖ）と、前記水平偏波アンテナに接続された水平偏波信号用コンバータ（９４ａ）と、前記垂直偏波アンテナに接続された垂直偏波信号用コンバータ（９４ｂ）とをさらに備える、請求項１に記載の試験装置。
【請求項7】
前記試験用アンテナとして、
前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を直接送信または受信する直接型の試験用アンテナ、
誘電体レンズ（８）を通して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信または受信する誘電体レンズ利用型の試験用アンテナ、
平面鏡（９）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または受信するミラー反射型の試験用アンテナ、および
放物面鏡（７）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または受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ、
のうちいずれかが用いられる、請求項１に記載の試験装置。
前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を直接送信または受信する直接型の試験用アンテナ、
誘電体レンズ（８）を通して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信または受信する誘電体レンズ利用型の試験用アンテナ、
平面鏡（９）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または受信するミラー反射型の試験用アンテナ、および
放物面鏡（７）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または受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ、
のうちいずれかが用いられる、請求項１に記載の試験装置。
【請求項8】
前記アンテナ移動機構により移動中の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、受信特性、または送受信特性を測定する、請求項１に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波暗箱を用いたＯＴＡ（Over The Air）試験環境下で被試験対象の送信特性、受信特性または送受信特性を測定する試験装置に関する。
【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る。
【0003】
無線端末の設計開発会社また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や、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１参照）。
【0005】
ＯＴＡ試験では、電波暗箱内に配置された試験用アンテナにより、例えば球形のクワイエットゾーン（quiet zone）が形成され、ＤＵＴはクワイエットゾーン内に配置される。ここで、クワイエットゾーンとは、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。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】特開２０２０－０８５７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の試験装置として、中央に配置されたＤＵＴを円状に囲んで多数の試験用アンテナが配置され、各試験用アンテナとＤＵＴとが電波の送受信を行うようになっているものがある。ＤＵＴは、中央のＤＵＴ固定台に配置され、アジマス方向の回転のみ可能になっている。この種の従来の試験装置は、多数の試験用アンテナを設けなければならず、装置コストが高く、また、ＤＦＦ（Direct Far Field）試験を行うことができなかった。
【0008】
また、別の従来の試験装置として、固定された半円状の円弧軌道上を２つの試験用アンテナが移動するようになっているものがある。この種の従来の試験装置は、試験用アンテナの移動が円弧軌道に限定されるので、ＤＵＴに対して任意の角度に試験用アンテナを配置することができなかった。
【0009】
ＤＵＴは、１つの基地局との通信において所望のＲＦ性能を発揮するだけでなく、複数の基地局との通信を通じて所望のＲＲＭ性能を発揮することが求められる。フィールド試験では、１または複数の基地局とＤＵＴとの通信によりＤＵＴのＲＦ性能やＲＲＭ性能を測定する。しかし、実際の使用態様に従ってＤＵＴ自体を移動させつつ試験する場合には、ＤＵＴと複数の基地局との相対的な位置関係が多様でかつ動的に変化しており、従来の試験装置ではフィールド試験に匹敵する試験を行うことができなかった。
【0010】
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、ＤＵＴを静止または移動させて行うフィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境の構築が可能な試験装置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】
【0011】
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）の通信性能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、前記内部空間に収容され、前記被試験対象の通信性能を測定するための無線信号を前記被試験アンテナとの間で送信または受信する試験用アンテナ（６）と、アジマス方向に回転移動可能でありかつ前記被試験対象に対して等距離にて前記試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能にそれぞれ支持する２つのステージ（７０，８０）を備え、前記２つのステージが整列するよう前記２つのステージの少なくとも一方を前記アジマス方向に回転移動させて前記試験用アンテナを前記２つのステージ間で移動させるアンテナ移動機構（６０）と、を備えることを特徴とする。
【0012】
上述のように、本発明に係る試験装置は、アンテナ移動機構が、２つのステージを備え、これら２つのステージは、各々、アジマス方向に回転移動可能であり、かつＤＵＴに対して等距離にて試験用アンテナをエレベーション方向に回転移動可能に支持するようになっている。また、アンテナ移動機構は、２つのステージが整列するよう２つのステージの少なくとも一方をアジマス方向に回転移動させて試験用アンテナを２つのステージ間で移動させるようになっている。この構成により、本発明に係る試験装置は、ＤＵＴを静止または移動させて行うフィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境の構築が可能となる。特に、アンテナユニットを一方のステージから他方のステージへ自動で移動させることができるので、１つのステージに複数の試験用アンテナを集めて試験することができる。これにより、例えば、アジマス方向が同一でエレベーション方向が別角度に自動配置した複数の試験用アンテナとＤＵＴの同時送受信試験を効率的に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、前記アンテナ移動機構は、台座（６１）の平坦な第１面（６１ａ）上に設けられた円形の第１レール（６２）と、前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第１支持具（７４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第２面（７４ａ）上に設けられた円弧状の第２レール（７５）を有する第１ステージ（７０）と、前記第１レール上を前記アジマス方向に回転移動できるとともに、第２支持具（８４）における前記第１面に垂直でかつ平坦な第３面（８４ａ）上に設けられた円弧状の第３レール（８５）を有する第２ステージ（８０）と、前記第２レールおよび前記第３レール上を前記エレベーション方向に回転移動できるとともに、前記試験用アンテナが取り付けられたアンテナユニット（９０）と、を備え、前記アンテナユニットが前記第２レールと前記第３レールとの間で相互に移動できるように、前記第２面と前記第３面が平行になるよう前記第１ステージと前記第２ステージが配置されたとき、前記第２レールの一端部（７５ａ）と前記第３レールの一端部（８５ａ）が近接して配置されることを特徴とする。
【0014】
この構成により、本発明に係る試験装置は、アンテナユニットを一方のステージから他方のステージへ確実に移動させることができる。これにより、例えば、アジマス方向が同一でエレベーション方向が別角度に自動配置した複数の試験用アンテナとＤＵＴの同時送受信試験を効率的に実施することができる。
【0015】
また、本発明に係る試験装置において、前記第１ステージは、前記第１支持具（７４）の前記第２面上に前記第２レールに沿って前記第２レールから間隔を開けて配置された円弧状の第１ラック（７６）を備え、前記第２ステージは、前記第２支持具（８４）の前記第３面上に前記第３レールに沿って前記第３レールから間隔を開けて配置された円弧状の第２ラック（８６）を備え、前記アンテナユニットは、前記第１ラックに係合する第１ピニオン（９６）と、前記第２ラックに係合する第２ピニオン（９７）と、前記第１ピニオンおよび前記第２ピニオンを駆動するモータ（９８）と、前記第２レールに摺動可能に取り付け得る第１可動台（９１ａ）と、前記第３レールに摺動可能に取り付け得る第２可動台（９１ｂ）とを備え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、モータ駆動によりアンテナユニットを一方のステージから他方ステージへ自動で確実に移動させることができる。これにより、１つのステージに複数の試験用アンテナを集めて自動で試験することができる。
【0017】
また、本発明に係る試験装置において、前記第２面と前記第３面が平行になるよう前記第１ステージと前記第２ステージが配置されたとき、側面視で前記第１ラックの最端部の歯と前記第２ラックの最端部の歯との間隔が、前記第１ラックの歯のピッチおよび前記第２ラックの歯のピッチに等しい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、アンテナユニットが第１ステージと第２ステージの間を移動する際に、第１ピニオンと第１ラックの係合状態と、第２ピニオンと第２ラックの係合状態との間での移行が円滑に行われる。これにより、試験用アンテナを一方のステージから他方のステージへ確実に移動させることができる。
【0019】
また、本発明に係る試験装置において、前記内部空間における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変化させる姿勢可変機構（５６）と、前記姿勢可変機構により姿勢が設定された前記被試験対象に対して、前記アンテナ移動機構により前記試験用アンテナを移動させて前記被試験対象の送信特性、受信特性、または送受信特性の測定を行う測定装置（２）と、をさらに備える構成であってもよい。
【0020】
この構成により、本発明に係る試験装置は、同球面上に任意に移動しながら測定可能な複数の試験用アンテナを使用可能な環境なため、フィールド試験の環境再現が可能となり、物理的に移動しながらのＲＲＭのＨＯ（Hand Over）試験、フェージングによる電波強度の変異量の測定などが可能となる。あわせて、複数の試験用アンテナと同時通信可能な環境のため、試験時間の短縮が可能となる。
【0021】
また、本発明に係る試験装置において、前記アンテナユニットは、前記試験用アンテナとしての水平偏波アンテナ（６Ｈ）および垂直偏波アンテナ（６Ｖ）と、前記水平偏波アンテナに接続された水平偏波信号用コンバータ（９４ａ）と、前記垂直偏波アンテナに接続された垂直偏波信号用コンバータ（９４ｂ）とをさらに備える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、試験用アンテナの近くで送信または受信信号の周波数変換をすることができるので、より精密な測定を行うことができる。
【0023】
また、本発明に係る試験装置において、前記試験用アンテナとして、前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を直接送信または受信する直接型の試験用アンテナ、誘電体レンズ（８）を通して前記被試験アンテナとの間で前記無線信号を送信または受信する誘電体レンズ利用型の試験用アンテナ、平面鏡（９）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または受信するミラー反射型の試験用アンテナ、および放物面鏡（７）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または受信するリフレクタ反射型の試験用アンテナ、のうちいずれかが用いられる構成であってもよい。
【0024】
この構成により、本発明の試験装置は、ＤＦＦ方式（ミラー反射型）やＩＦＦ方式（リフレクタ反射型）など状況に適した方式を選択して使用することができる。これにより、電波暗箱の限られた内部空間においても遠方界の条件下で試験を行うことができる。
【0025】
また、本発明に係る試験装置は、前記アンテナ移動機構により移動中の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、受信特性、または送受信特性を測定する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、試験用アンテナを移動させながら試験を行うことができるので、フィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境を構築することができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、ＤＵＴを静止または移動させて行うフィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境の構築が可能となる。特に、アンテナユニットを一方のステージから他方のステージへ自動で移動させることができるので、１つのステージに複数の試験用アンテナを集めて試験することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施形態に係る試験装置におけるアンテナ移動機構の概略構成を示す斜視図である。
【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】アンテナと無線端末間の電波伝搬における近傍界および遠方界を説明するための模式図である。
【図6】アンテナ移動機構におけるメインステージの側面図である。
【図7】アンテナ移動機構におけるサブステージの側面図である。
【図8】アンテナ移動機構におけるメインステージのアジマス方向への回転移動の様子を示す平面図である。
【図9】アンテナ移動機構におけるアンテナユニットの構造を示す正面図である。
【図10】アンテナ移動機構におけるアンテナユニットの構造を示す側面図である。
【図11】アンテナ移動機構におけるメインステージおよびサブステージのアジマス方向への回転移動の様子を示す平面図である。
【図12】試験用アンテナの使用形態を示す図である。
【図13】試験用アンテナの使用形態を示す図である。
【図14】ミラー反射型の試験用アンテナの構成を示す図である。
【図15】リフレクタ反射型の試験用アンテナの構成を示す図である。
【図16】２つのステージが直線状に整列した状態を示す平面図である。
【図17】２つのステージが直線状に整列した状態を示す側面図である。
【図18】２つのステージが直線状に整列した状態において、一方のステージから他方のステージにアンテナユニットが移動した状態を示す側面図である。
【図19】連結ピニオンの構成を示す図である。
【図20】（ａ）は、一方のステージにアンテナユニットがあり、二つのステージが直線状に整列する前の段階を示し、（ｂ）は、二つのステージが直線状に整列し、アンテナユニットが一方のステージから他方のステージへ移動している段階を示し、（ｃ）は、アンテナユニットが他方のステージに移動した後の段階を示す図である。
【図21】メインステージとサブステージが直線状に整列したとき、メインステージのラックとサブステージのラックが整列した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施形態に係る試験装置について、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。
【0030】
本実施形態に係る試験装置１は、アンテナ１１０を有するＤＵＴ１００の送信特性や受信特性や送受信特性などの通信性能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、電波暗箱（ＯＴＡチャンバー）５０と、複数の試験用アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃ（以下、試験用アンテナ６と総称することもある）と、アンテナ移動機構６０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（図２～図４参照）。なお、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。
【0031】
図１は、試験装置１のアンテナ移動機構６０の概略構成を示し、図２は、試験装置１の機能ブロックを示す。図１および図２に示すように、電波暗箱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、電波暗箱５０の内部空間５１に設置され、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性または送受信特性を測定するための無線信号をアンテナ１１０との間で送信または受信するようになっている。アンテナ移動機構６０は、試験用アンテナ６をアジマス方向およびエレベーション方向に回転移動させるようになっている。姿勢可変機構５６は、電波暗箱５０の内部空間５１におけるクワイエットゾーン内に配置された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、および信号切替部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、アンテナ移動機構６０により１または複数の試験用アンテナ６を移動させて、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性または送受信特性の測定を行うようになっている。以下、各構成要素について説明する。
【0032】
＜アンテナ移動機構＞
アンテナ移動機構６０は、試験用アンテナ６をＤＵＴ１００に対して等距離にてアジマス方向およびエレベーション方向に回転移動させるようになっている。このため、アンテナ移動機構６０は、図１に示すように、台座６１と、メインステージ７０と、サブステージ８０Ａと、サブステージ８０Ｂとを備えている。以下では、サブステージ８０Ａ、８０Ｂを単にサブステージ８０ということもある。
アンテナ移動機構６０は、試験用アンテナ６をＤＵＴ１００に対して等距離にてアジマス方向およびエレベーション方向に回転移動させるようになっている。このため、アンテナ移動機構６０は、図１に示すように、台座６１と、メインステージ７０と、サブステージ８０Ａと、サブステージ８０Ｂとを備えている。以下では、サブステージ８０Ａ、８０Ｂを単にサブステージ８０ということもある。
【0033】
台座６１は、水平で平坦な第１面６１ａを有し、第１面６１ａ上には、円形のレール６２が配置され、レール６２の内側には所定の間隔をあけて同心円形のラック６３が配置されている。
【0034】
台座６１の中心位置または中央には、姿勢可変機構５６のターンテーブル５６ｂと、ターンテーブル５６ｂを支持する鉛直方向に延びた支柱５６ｃが設けられている。第１面６１ａにおける支柱５６ｃの下端部の中心位置が、円形のレール６２と円形のラック６３の両方の中心に一致している。ＤＵＴ１００は、ターンテーブル５６ｂ上のＤＵＴ載置部５６ｄに設置されている。ターンテーブル５６ｂは、支柱５６ｃにより所定の高さに支持され、駆動部５６ａにより回転するようになっている（図６参照）。
【0035】
図６は、アンテナ移動機構６０のメインステージ７０の側面図である。メインステージ７０は、後で説明するように、エレベーション方向（φ方向）の回転可能な範囲がサブステージ８０より広い点で、サブステージ８０と相違している。図１および図６に示すように、メインステージ７０は、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具７４の第２面７４ａ上に設けられた円弧状のレール７５を有している。
【0036】
具体的には、メインステージ７０は、台座６１に取り付けられた円形のレール６２上を移動可能なフレーム７１と、フレーム７１に取り付けられた、所定幅で円弧状に延びた板形状の支持具７４とを備えている。支持具７４の一方の第２面７４ａには、円弧状のレール７５が取り付けられ、また、支持具７４の第２面７４ａには、レール７５に沿ってレール７５の外側に所定の間隔をあけて同心円弧状のラック７６が取り付けられている。レール７５およびラック７６の円弧中心は、ターンテーブル５６ｂ上に配置されたＤＵＴ１００の位置となっている。アンテナユニット９０は、試験用アンテナ６が取り付けられ、レール７５およびラック７６に沿ってエレベーション方向に回転移動できるようになっている。メインステージ７０におけるアンテナユニット９０のエレベーション方向（φ方向）の可動範囲は、例えば±９０度である。
【0037】
フレーム７１の下端部のフレーム脚部７２には、レール６２に沿って移動可能な可動台が取り付けられている。また、フレーム７１の別のフレーム脚部７３には、ラック６３に係合するピニオンと、ピニオンを回転駆動するモータとが設けられている。この構成により、フレーム７１をレール６２およびラック６３に沿ってアジマス方向に回転移動させることができる。図８は、メインステージ７０のアジマス方向（θ方向）への回転移動の様子を示す平面図である。メインステージ７０のアジマス方向の可動範囲は、例えば±１８０度である。
【0038】
図７は、アンテナ移動機構６０のサブステージ８０の側面図である。図１および図７に示すように、サブステージ８０は、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具８４の第３面８４ａ上に設けられた円弧状のレール８５を有している。具体的には、サブステージ８０は、台座６１に取り付けられた円形のレール６２上を移動可能なフレーム８１と、フレーム８１に取り付けられた、所定幅で円弧状に延びた板形状の支持具８４とを備えている。支持具８４の一方の第３面８４ａには、円弧状のレール８５が取り付けられ、また、支持具８４の第３面８４ａには、レール８５に沿ってレール８５の外側に所定の間隔をあけて同心円弧状のラック８６が取り付けられている。レール８５およびラック８６の円弧中心は、ターンテーブル５６ｂ上に配置されたＤＵＴ１００の位置となっている。アンテナユニット９０が、レール８５およびラック８６に沿って円弧上を移動できるようになっている。サブステージ８０におけるアンテナユニット９０のエレベーション方向（φ方向）の可動範囲は、例えば±８０度である。
【0039】
メインステージ７０と同様に、サブステージ８０においても、フレーム８１の下端部のフレーム脚部８２には、レール６２に沿って移動可能な可動台が取り付けられている。また、フレーム８１の別のフレーム脚部８３には、ラック６３に係合するピニオンと、ピニオンを回転駆動するモータとが設けられている。この構成により、フレーム８１をレール６２およびラック６３に沿ってアジマス方向に回転移動させることができる。サブステージ８０のアジマス方向の可動範囲は、例えば、５度～１６５度である。
【0040】
図１１は、メインステージ７０およびサブステージ８０Ａ、８０Ｂのアジマス方向への回転移動の様子を示す平面図である。図１１において、メインステージ７０のレール７５の端部７５ａまたはラック７６の端部７６ａが描く軌跡は、平面視でＤＵＴ１００が配置される位置を中心Ｏとする第１の円Ｃ１であり、サブステージ８０（８０Ａ、８０Ｂ）のレール８５の端部８５ａまたはラック８６の端部８６ａが描く軌跡は、平面視でＤＵＴ１００が配置される位置を中心Ｏとする第２の円Ｃ２であり、第１の円Ｃ１の半径は第２の円Ｃ２の半径より小さくなっている。これにより、メインステージ７０とサブステージ８０は、アジマス方向に回転移動しても、相互に干渉しないようになっている。また、アジマス方向の回転時に、メインステージ７０とサブステージ８０Ａとサブステージ８０Ｂとは、隣接ステージ同士が一定の距離を保つように制御されるので、相互に干渉しないようになっている。
【0041】
図６、図７、図８において、例えば、θ方向の可動範囲：±１８０度、φ方向の可動範囲：±６０度、θ最小角度差：１５度、クワイエットゾーンＱＺ＝３０ｃｍ、測定距離：７０ｃｍ、対応Ｄサイズ＜３ｃｍ＠７０ＧＨｚに設定することができる。
【0042】
図９は、アンテナ移動機構６０のアンテナユニット９０の構造を示す正面図であり、図１０は側面図である。メインステージ７０のレール７５には、アンテナユニット９０が移動可能に取り付けられている。アンテナユニット９０は、レール７５に取り付けられて移動可能な可動台９１と、可動台９１に取り付けられたベース板９２と、ベース板９２に取り付けられた試験用アンテナ６と、試験用アンテナ６に接続されたコンバータ９４ａ、９４ｂと、ベース板９２に取り付けられたモータ９８と、モータ９８により駆動されるピニオン９５とを備えている。試験用アンテナ６は、水平偏波アンテナ６Ｈと垂直偏波アンテナ６Ｖとを備える。コンバータ９４ａは、水平偏波アンテナ６Ｈに接続された水平偏波信号用コンバータであり、コンバータ９４ｂは、垂直偏波アンテナ６Ｖに接続された垂直偏波信号用コンバータである。コンバータ９４ａ，９４ｂに接続されたケーブルは、ケーブルベア（登録商標）７７，８７によりガイドされる（図１参照）。モータ９８により回転駆動されるピニオン９５がラック７６に係合することにより、可動台９１がレール７５に沿って移動することができる。サブステージ８０に取り付けられるアンテナユニット９０Ａ、９０Ｂもアンテナユニット９０と同様の構造を有する。
【0043】
本実施形態の試験装置１は、モータ駆動によるメインステージ７０のアジマス方向の回転移動に加えて、モータ９８を駆動制御することにより、可動台９１のエレベーション方向の回転移動を制御することができ、それにより、ＤＵＴ１００を中心に所定半径の球面上での試験用アンテナ６の位置および速度を制御することができる。試験用アンテナ６を自動で制御できるので、従来のアンテナ固定方式と比べ最適位置に試験用アンテナ６を移動し、例えばＤＵＴ１００の最大のＥＩＲＰ（Equivalent Isotropically Radiated Power）値の測定を効率的に行うことができる。
【0044】
本実施形態では、アンテナ移動機構６０においてメインステージ７０の他に２つのサブステージ８０Ａ、８０Ｂが設けられているが、使用するサブステージの個数は０を含めて任意である。各ステージには、１または複数のアンテナユニット９０を設けることができる。
【0045】
＜ステージ間アンテナ移動＞
次に、メインステージ７０とサブステージ８０間（以下、単にステージ間ともいう）での試験用アンテナ６の移動について説明する。
次に、メインステージ７０とサブステージ８０間（以下、単にステージ間ともいう）での試験用アンテナ６の移動について説明する。
【0046】
図１６は、メインステージ７０とサブステージ８０とが平面視で直線状に整列した状態を示す平面図であり、図１７は、そのときの側面図である。図１８は、メインステージ７０とサブステージ８０とが平面視で直線状に整列した状態において、アンテナユニット９０Ａがサブステージ８０からメインステージ７０に移動した状態を示す側面図である。ここで、メインステージ７０とサブステージ８０とが「平面視で直線状に整列した」とは、アンテナ移動機構６０の平面図（図１６）において、メインステージ７０のレール７５およびラック７６と、サブステージ８０のレール８５およびラック８６とが、所定の距離Ｌだけ間隔をあけて平行に位置している状態をいう。メインステージ７０とサブステージ８０とが「平面視で直線状に整列した」状態は、メインステージ７０の支持具７４の第２面７４ａとサブステージ８０の支持具８４の第３面８４ａが平行になった状態に等しい。
【0047】
アンテナ移動機構６０は、メインステージ７０とサブステージ８０が整列するようメインステージ７０とサブステージ８０の少なくとも一方をアジマス方向に回転移動させて試験用アンテナ６を２つのステージ間で移動させるようになっている。具体的には、図１６、図１７、図１８に示すように、アンテナユニット９０がメインステージ７０のレール７５とサブステージ８０のレール８５との間で相互に移動できるように、第２面７４ａと第３面８４ａが平行になるようメインステージ７０とサブステージ８０が配置されたとき、レール７５の端部７５ａとレール８５の端部８５ａが近接して配置されるようになっている。
【0048】
図１９は、ステージ間アンテナ移動に用いられる連結ピニオン９９の構成を示す図である。連結ピニオン９９は、メインステージ７０のラック７６に係合する第１ピニオン９６と、サブステージ８０のラック８６に係合する第２ピニオン９７とを備え、第１ピニオン９６と第２ピニオン９７は、同形であり、同軸上に間隔Ｌをあけて平行に配置されている。連結ピニオン９９は、アンテナユニット９０に取り付けられ、モータ９８により回転駆動される（図２０参照）。
【0049】
図２０（ａ）は、メインステージ７０とサブステージ８０とが平面視で直線状に整列する前の段階、すなわちステージ間アンテナ移動の前の段階を示す側面図である。この段階では、メインステージ７０にアンテナユニット９０が存在している。図２０（ａ）に示すように、ステージ間アンテナ移動に用いられるアンテナユニット９０は、メインステージ７０のレール７５に摺動可能に取り付け可能な第１可動台９１ａと、サブステージ８０のレール８５に摺動可能に取り付け可能な第２可動台９１ｂとを備えている。具体的には、コンバータ９４を挟んで第１可動台９１ａに対応するベース板９２上の位置に、第２可動台９１ｂが設けられている。図２０（ａ）に示す段階では、アンテナユニット９０の第１可動台９１ａが、メインステージ７０のレール７５に移動自在に装着され、アンテナユニット９０の第１ピニオン９６が、メインステージ７０のラック７６に係合している。
【0050】
図２０（ｂ）は、メインステージ７０とサブステージ８０が直線状に整列した状態において、メインステージ７０からサブステージ８０へアンテナユニット９０を受け渡す段階を示す側面図である。この段階では、アンテナユニット９０の第１可動台９１ａが、メインステージ７０のレール７５に移動自在に装着され、アンテナユニット９０の第１ピニオン９６が、メインステージ７０のラック７６に係合しているとともに、第２可動台９１ｂが、サブステージ８０のレール８５に移動自在に装着され、アンテナユニット９０の第２ピニオン９７が、サブステージ８０のラック８６に係合している。
【0051】
図２０（ｃ）は、アンテナユニット９０がサブステージ８０に移動した後の段階を示す側面図である。この段階では、サブステージ８０にアンテナユニット９０が移り、メインステージ７０はサブステージ８０から離れている。
【0052】
図２１は、メインステージ７０とサブステージ８０が直線状に整列したとき、メインステージ７０のラック７６とサブステージ８０のラック８６が整列した状態を示す側面図である。図２１に示すように、メインステージ７０とサブステージ８０を平面視で直線状に整列させたとき、すなわち、メインステージ７０の支持具７４の第２面７４ａとサブステージ８０の支持具８４の第３面８４ａが平行になるようメインステージ７０とサブステージ８０を配置したとき（図１６参照）、メインステージ７０のラック７６の歯７８のうち最端部の歯とサブステージ８０のラック８６の歯８８のうち最端部の歯との間隔Ｄが、ラック７６の歯７８のピッチおよびラック８６の歯８８のピッチに等しくなっている。この構成により、メインステージ７０とサブステージ８０との間でアンテナユニット９０を確実に移動させることができる。
【0053】
（電波暗箱）
電波暗箱５０は、無線端末の送信特性、受信特性または送受信特性の測定に用いられ、例えば５Ｇ用の無線端末の性能試験に際してのＯＴＡ試験環境を実現するものである。図２に示すように、電波暗箱５０は、例えば、直方体形状、角柱形状、円柱形状などの内部空間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。電波暗箱５０は、内部空間５１に、ＤＵＴ１００および試験用アンテナ６を、外部からの電波の侵入および外部への電波の放射を防ぐ状態にて収容するようになっている。
電波暗箱５０は、無線端末の送信特性、受信特性または送受信特性の測定に用いられ、例えば５Ｇ用の無線端末の性能試験に際してのＯＴＡ試験環境を実現するものである。図２に示すように、電波暗箱５０は、例えば、直方体形状、角柱形状、円柱形状などの内部空間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。電波暗箱５０は、内部空間５１に、ＤＵＴ１００および試験用アンテナ６を、外部からの電波の侵入および外部への電波の放射を防ぐ状態にて収容するようになっている。
【0054】
また、電波暗箱５０の内面全域、つまり、筐体本体部５２の底面５２ａ、側面５２ｂおよび上面５２ｃの全面には、電波吸収体５５が貼り付けられ、内部空間５１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、電波暗箱５０は、周囲の電波環境に影響されない内部空間５１を形成している。
【0055】
（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、およびデジタル放送（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。
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、およびデジタル放送（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。
【0056】
本実施形態において、ＤＵＴ１００は例えば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、受信特性または送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）の無線信号を送信また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。
【0057】
本実施形態において、ＤＵＴ１００は、電波暗箱５０内での送受信に関する測定中、試験用アンテナ６および必要に応じて平面鏡９または放物面鏡７を介して試験信号および被測定信号を送受信できるようになっている。
【0058】
（姿勢可変機構）
次に、電波暗箱５０の内部空間５１に必要に応じて設けられる姿勢可変機構５６について説明する。図１および図２に示すように、電波暗箱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。姿勢可変機構５６は、１軸ポジショナであってもよい。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（図６参照）。
次に、電波暗箱５０の内部空間５１に必要に応じて設けられる姿勢可変機構５６について説明する。図１および図２に示すように、電波暗箱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。姿勢可変機構５６は、１軸ポジショナであってもよい。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（図６参照）。
【0059】
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。ＤＵＴ載置部５６ｄは、駆動部５６ａの回転駆動力により２軸のうち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。１軸ポジショナの場合、ターンテーブル５６ｂのみを回転させるようにしてもよい。
【0060】
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である。また、上記の他方の軸は、例えば、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の中心を回転中心として、３次元のあらゆる方向にアンテナ１１０が向く状態に姿勢を変化させることができる。
【0061】
（リンクアンテナ）
電波暗箱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）を確立または維持するための２種類のリンクアンテナが取り付けられている。一方のリンクアンテナは、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。もう一方のリンクアンテナは、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。なお、上記のリンクアンテナ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。
電波暗箱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）を確立または維持するための２種類のリンクアンテナが取り付けられている。一方のリンクアンテナは、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。もう一方のリンクアンテナは、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。なお、上記のリンクアンテナ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。
【0062】
（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（ａ）に示すように、電波がアンテナＡＴからＤＵＴ１００Ａへ直接伝わる場合をＤＦＦ（Direct Far Field）方式といい、図５（ｂ）に示すように、電波がアンテナＡＴから回転放物面を有するリフレクタ７Ａを反射してＤＵＴ１００Ａへ伝わる場合をＩＦＦ（Indirect Far Field）方式という。
次に、近傍界と遠方界について説明する。図５（ａ）に示すように、電波がアンテナＡＴからＤＵＴ１００Ａへ直接伝わる場合をＤＦＦ（Direct Far Field）方式といい、図５（ｂ）に示すように、電波がアンテナＡＴから回転放物面を有するリフレクタ７Ａを反射してＤＵＴ１００Ａへ伝わる場合をＩＦＦ（Indirect Far Field）方式という。
【0063】
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。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。ＤＵＴ１００Ａ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。
【0064】
平面波を受信するためには、ＤＵＴ１００Ａが遠方界に設置される必要がある。ＤＵＴ１００Ａ内でのアンテナ１１０の位置およびアンテナサイズが分かっていないとき、遠方界は、アンテナから２Ｄ２／λ以遠の領域となる。ここで、Ｄは、ＤＵＴ１００Ａの最大直線サイズ、λは電波の波長である。
【0065】
図５（ｂ）に示すように、アンテナＡＴの電波をリフレクタ７Ａの回転放物面で反射させ、ＤＵＴ１００Ａの位置にその反射波を到達させる方式であるＣＡＴＲ（Compact Antenna Test Range）方式では、アンテナＡＴとＤＵＴ１００Ａ間の距離を短縮でき、リフレクタ７Ａの反射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、伝搬ロスを低減することもできる。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。
【0066】
【0067】
＜直接型の試験用アンテナ＞
図１２（ａ）は、ＤＵＴ１００が備えるアンテナ１１０との間で、平面鏡９や放物面鏡７を介さず、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を直接送信または受信する使用形態であり、直接型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波（直接波）が、ＤＵＴ１００に直接送られる。
図１２（ａ）は、ＤＵＴ１００が備えるアンテナ１１０との間で、平面鏡９や放物面鏡７を介さず、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を直接送信または受信する使用形態であり、直接型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波（直接波）が、ＤＵＴ１００に直接送られる。
【0068】
＜誘電体レンズ利用型の試験用アンテナ＞
図１２（ｂ）は、誘電体レンズ８を通してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、誘電体レンズ利用型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波（直接波）が、誘電体レンズ８により平面波（透過波）にされてＤＵＴ１００に送られる。
図１２（ｂ）は、誘電体レンズ８を通してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、誘電体レンズ利用型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波（直接波）が、誘電体レンズ８により平面波（透過波）にされてＤＵＴ１００に送られる。
【0069】
＜ミラー反射型の試験用アンテナ＞
図１３（ａ）は、平面鏡９を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、ミラー反射型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波が、平面鏡（ミラー）９により反射され、その反射波（球面波）がＤＵＴ１００に送られる。
図１３（ａ）は、平面鏡９を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、ミラー反射型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波が、平面鏡（ミラー）９により反射され、その反射波（球面波）がＤＵＴ１００に送られる。
【0070】
図１４は、ミラー反射型の試験用アンテナの構成を示す図である。図１４に示すように、ミラー保持具２０１の一端に試験用アンテナ６が取り付けられ、他端に平面鏡９が取り付けられている。ミラー保持具２０１は、可動台９１に固定されており、可動台９１は、レール７５に沿って移動できるようになっている。試験用アンテナ６から放射された球面波は、平面鏡９により反射され、その反射波（球面波）がＤＵＴ１００に向けて送られるようになっている。
【0071】
ミラー反射型の試験用アンテナ６に用いる平面鏡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。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、対応する平面鏡９において鏡面反射するようになっている。平面鏡９は、ミラー面の周囲の縁部をロールエッジ形状にするとよい。ロールエッジ形状とは、断面形状が丸く湾曲した形状である。縁部のエッジが立っていると、電波が反射しクワイエットゾーンに電波のリップルが生じる場合がある。平面鏡９の縁部をロールエッジ形状にすることにより、クワイエットゾーンにおける電波のリップルの発生を抑制することができる。
【0072】
電波暗箱５０の限られた内部空間５１であっても、ミラー反射型の試験用アンテナ６を用いて遠方界測定を行うことができる。平面鏡９の大きさおよび平面鏡９と試験用アンテナ６との距離は、遠方界測定を実現するのに必要なアンテナ間距離を確保できるように設定することができる。複数のミラー反射型の試験用アンテナ６，６を用いる場合は、平面鏡９の大きさを変更することで、遠方界測定に必要なＤＵＴ１００との距離を確保しつつも、同一距離に設置することで電波の損失を同一にすることができる。また、必要に応じて、アンテナ間距離を異ならせることもできる。
【0073】
＜リフレクタ反射型の試験用アンテナ＞
図１３（ｂ）は、放物面鏡７を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、リフレクタ反射型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波が、放物面鏡（リフレクタ）７により反射され、その反射波（平面波）がＤＵＴ１００に送られる。
図１３（ｂ）は、放物面鏡７を介してＤＵＴ１００のアンテナ１１０との間で、ＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定するための無線信号の電波を送信または受信する使用形態であり、リフレクタ反射型の試験用アンテナと称する。例えば、送信時には、試験用アンテナ６から放射された球面波が、放物面鏡（リフレクタ）７により反射され、その反射波（平面波）がＤＵＴ１００に送られる。
【0074】
図１５は、リフレクタ反射型の試験用アンテナの構成を示す図である。図１５に示すように、リフレクタ保持具２００の一端に試験用アンテナ６が取り付けられ、他端に放物面鏡（リフレクタ）７が取り付けられている。リフレクタ保持具２００は、可動台９１に固定されており、可動台９１は、レール７５に沿って移動できるようになっている。試験用アンテナ６から放射された球面波は、放物面鏡７により反射され、その反射波（平面波）がＤＵＴ１００に向けて送られるようになっている。
【0075】
リフレクタ反射型の試験用アンテナ６は、放物面鏡７と共に用いられ、一次放射器として機能する。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。放物面鏡７は、曲面状に湾曲した例えばアルミニウム製の反射面を有し、測定用の無線信号の電波を反射するものであり、例えば、真円型のパラボラの回転放物面の一部を切り出したオフセットパラボラ型の構造を有するものでもよく、あるいはパラボラ型の構造であってもよい。
【0076】
放物面鏡７は、その回転放物面から定まる焦点位置に配置されている一次放射器としての試験用アンテナ６から放射された試験信号の電波を回転放物面で受け、ターンテーブル５６ｂに保持されているＤＵＴ１００に向けて反射させる（送信時）。また、放物面鏡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６に向けて反射させる（受信時）。放物面鏡７は、これら送信と受信が同時に可能な位置および姿勢で配設されている。すなわち、放物面鏡７は、試験用アンテナ６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、回転放物面で反射するようになっている。
【0077】
この構成により、試験用アンテナ６から放射された電波（例えば、ＤＵＴ１００に対する試験信号）を回転放物面で該回転放物面の軸方向と平行な方向に反射させるとともに、回転放物面の軸方向と平行な方向に回転放物面に対して入射する電波（例えば、ＤＵＴ１００から送信された被測定信号）を該回転放物面で反射させ、試験用アンテナ６へと導くことができる。別言すれば、放物面鏡７は、試験用アンテナ６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から放射され放物面鏡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。
【0078】
試験用アンテナ６から放射され放物面鏡７で反射した電波ビームは、ＤＵＴ１００に向けて伝搬され、所要半径のクワイエットゾーンを形成するようになっている。リフレクタ反射型の試験用アンテナ６は、いわゆる間接遠方界（ＩＦＦ）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う。
【0079】
本実施形態の試験用アンテナ６は、直接型の試験用アンテナ、誘電体レンズ利用型の試験用アンテナ、ミラー反射型の試験用アンテナ、またはリフレクタ反射型の試験用アンテナを用いることができ、試験用アンテナ６を複数用いる場合、これらの任意の組み合わせを用いることができる。図２は、直接型の試験用アンテナ６ｂと、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６ｃとが混在している場合を示している。混在させることで、試験用アンテナ６の設置位置を柔軟に調整することができる。図２に示すように、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とを備えている。具体的には、試験用アンテナ６ａは、水平偏波アンテナ６ａＨと垂直偏波アンテナ６ａＨとを備え、試験用アンテナ６ｂは、水平偏波アンテナ６ｂＨと垂直偏波アンテナ６ｂＨとを備え、試験用アンテナ６ｃは、水平偏波アンテナ６ｃＨと垂直偏波アンテナ６ｃＨとを備えている。
【0080】
【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やアンテナ移動機構６０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やアンテナ移動機構６０や姿勢可変機構５６と相互に通信可能に接続されている。
統合制御装置１０は、以下に説明するように、ＮＲシステムシミュレータ２０やアンテナ移動機構６０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やアンテナ移動機構６０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、および表示部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ＳＳＤ（Solid State Drive）や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等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および制御用のパラメータ等を記憶するようになっている。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するようになっている。外部Ｉ／Ｆ部１１ｄは、所定の信号が入力される入力インタフェース機能と所定の信号を出力する出力インタフェース機能を有している。
【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、電波暗箱５０における姿勢可変機構５６やアンテナ移動機構６０ともネットワーク１９を介して接続されている。入出力ポートには、操作部１２および表示部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の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、ＤＵＴ姿勢制御部１７、およびアンテナ移動制御部１８を有している。呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、ＤＵＴ姿勢制御部１７、およびアンテナ移動制御部１８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、受信特性または送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、複数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。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または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、ＲＡＭ１１ｃまたは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】
＜アンテナ移動制御部＞
アンテナ移動制御部１８は、ネットワーク１９を介してアンテナ移動機構６０を制御して試験用アンテナ６の移動、すなわち試験用アンテナ６の位置および速度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、ＲＡＭ１１ｃまたはＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、アンテナ移動制御テーブル１８ｂが記憶されている。アンテナ移動制御テーブル１８ｂは、例えば、駆動部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。
アンテナ移動制御部１８は、ネットワーク１９を介してアンテナ移動機構６０を制御して試験用アンテナ６の移動、すなわち試験用アンテナ６の位置および速度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、ＲＡＭ１１ｃまたはＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、アンテナ移動制御テーブル１８ｂが記憶されている。アンテナ移動制御テーブル１８ｂは、例えば、駆動部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。
【0092】
アンテナ移動制御部１８は、アンテナ移動制御テーブル１８ｂをＲＡＭ１１ｃの作業領域に展開し、該アンテナ移動制御テーブル１８ｂに基づき、試験用アンテナ６がＤＵＴ１００を中心とする所定半径の仮想球面上の任意の位置に配置されるよう、あるいはこの仮想球面上の任意の軌道上を任意の速度で移動するように、アンテナ移動機構６０を駆動制御する。
【0093】
アンテナ移動制御部１８は、メインステージ７０およびサブステージ８０のアジマス方向の位置、アンテナユニット９０のエレベーション方向の位置をそれぞれセンサーで検知して、検知した位置情報を基に、試験用アンテナ６のアジマス方向およびエレベーション方向の回転移動を制御するようにしてもよい。
【0094】
＜ステージ間アンテナ移動制御部＞
アンテナ移動制御部１８は、ステージ間アンテナ移動制御部１８ａを備える。ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、アンテナ移動機構６０を制御してメインステージ７０とサブステージ８０間での試験用アンテナ６の移動を制御するものである。ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、まず、アンテナ移動機構６０を制御して図１６に示すように平面視でメインステージ７０とサブステージ８０とを一直線状に整列させる。次いで、ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、アンテナ移動機構６０を制御してアンテナユニット９０をメインステージ７０からサブステージ８０へ、あるいはサブステージ８０からメインステージ７０へ移動させるようにする。
アンテナ移動制御部１８は、ステージ間アンテナ移動制御部１８ａを備える。ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、アンテナ移動機構６０を制御してメインステージ７０とサブステージ８０間での試験用アンテナ６の移動を制御するものである。ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、まず、アンテナ移動機構６０を制御して図１６に示すように平面視でメインステージ７０とサブステージ８０とを一直線状に整列させる。次いで、ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、アンテナ移動機構６０を制御してアンテナユニット９０をメインステージ７０からサブステージ８０へ、あるいはサブステージ８０からメインステージ７０へ移動させるようにする。
【0095】
この制御を実現するために、例えば、ＲＡＭ１１ｃまたはＲＯＭ１１ｂには、あらかじめ、ステージ間アンテナ移動制御テーブル１８ｃが記憶されている。ステージ間アンテナ移動制御テーブル１８ｃは、例えば、アジマス方向の回転移動の駆動部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。
【0096】
ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、ステージ間アンテナ移動制御テーブル１８ｃをＲＡＭ１１ｃの作業領域に展開し、該ステージ間アンテナ移動制御テーブル１８ｃに基づき、試験用アンテナ６を備えたアンテナユニット９０がステージ間で移動するように、アンテナ移動機構６０を駆動制御する。
【0097】
ステージ間アンテナ移動制御部１８ａは、メインステージ７０およびサブステージ８０のアジマス方向の位置、アンテナユニット９０のエレベーション方向の位置をそれぞれセンサーで検知して、検知した位置情報を基に、ステージ間でのアンテナユニット９０の移動を制御するようにしてもよい。
【0098】
（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、および表示部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、使用する複数個の試験用アンテナに対応できるように、複数セット設けるようにしてもよい。
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、および表示部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、使用する複数個の試験用アンテナに対応できるように、複数セット設けるようにしてもよい。
【0099】
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および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。
【0100】
信号処理部４０は、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。信号処理部４０から出力される試験信号は、信号切替部４１を介して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。
【0101】
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および信号処理部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。
【0102】
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および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（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。
【0103】
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。
【0104】
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および表示部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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
（信号処理部）
次に、信号処理部４０について説明する。
次に、信号処理部４０について説明する。
【0108】
信号処理部４０は、ＮＲシステムシミュレータ２０と試験用アンテナ６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。
【0109】
第１信号処理部４０ａおよび第２信号処理部４０ｂは、各々、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および第２信号処理部４０ａ、４０ｂは、各々、使用する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。
【0110】
信号切替部４１は、必要に応じて、信号処理部４０と試験用アンテナの間に設けられ、制御部２２の制御下で第１信号処理部４０ａと、使用する試験用アンテナとが接続され、且つ／または、第２信号処理部４０ｂと、使用する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。使用する試験用アンテナ６の個数が少なく信号経路を切り替える必要がない場合は、信号切替部４１は省略できる。
【0111】
（コンバータ）
本実施形態では、試験用アンテナ６に近接してコンバータ９４が設けられる。具体的には、アンテナユニット９０において、水平偏波信号用コンバータ９４ａが、試験用アンテナ６を構成する水平偏波アンテナ６Ｈに接続され、垂直偏波信号用コンバータ９４ｂが、垂直偏波アンテナ６Ｖに接続されている。アンテナユニット９０にコンバータ９４が設けられる場合、必要に応じて信号処理部４０の一部または全部を省いてもよい。
本実施形態では、試験用アンテナ６に近接してコンバータ９４が設けられる。具体的には、アンテナユニット９０において、水平偏波信号用コンバータ９４ａが、試験用アンテナ６を構成する水平偏波アンテナ６Ｈに接続され、垂直偏波信号用コンバータ９４ｂが、垂直偏波アンテナ６Ｖに接続されている。アンテナユニット９０にコンバータ９４が設けられる場合、必要に応じて信号処理部４０の一部または全部を省いてもよい。
【0112】
本実施形態では、上述したように統合制御装置１０とＮＲシステムシミュレータ２０により自動制御環境を実現しているので、試験用アンテナ６からの送信信号の強さを自動で調整することができる。
【0113】
（作用・効果）
以上述べたように、本実施形態に係る試験装置１のアンテナ移動機構６０は、台座６１の平坦な第１面６１ａ上に設けられた円形のレール６２と、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具７４の第２面７４ａ上に設けられた円弧状のレール７５を有するメインステージ７０と、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具８４の第３面８４ａ上に設けられた円弧状のレール８５を有するサブステージ８０と、レール７５およびレール８５上をエレベーション方向に回転移動できるとともに、試験用アンテナ６が取り付けられたアンテナユニット９０と、を備えている。そして、アンテナユニット９０がレール７５とレール８５との間で相互に移動できるように、第２面７４ａと第３面８４ａが平行になるようメインステージ７０とサブステージ８０が配置されたとき、レール７５の端部７５ａとレール８５の端部８５ａが近接して配置され、かつラック７６の端部７６ａとラック８６の端部８６ａが近接して配置されるようになっている。
以上述べたように、本実施形態に係る試験装置１のアンテナ移動機構６０は、台座６１の平坦な第１面６１ａ上に設けられた円形のレール６２と、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具７４の第２面７４ａ上に設けられた円弧状のレール７５を有するメインステージ７０と、レール６２上をアジマス方向に回転移動できるとともに、第１面６１ａに垂直でかつ平坦な、支持具８４の第３面８４ａ上に設けられた円弧状のレール８５を有するサブステージ８０と、レール７５およびレール８５上をエレベーション方向に回転移動できるとともに、試験用アンテナ６が取り付けられたアンテナユニット９０と、を備えている。そして、アンテナユニット９０がレール７５とレール８５との間で相互に移動できるように、第２面７４ａと第３面８４ａが平行になるようメインステージ７０とサブステージ８０が配置されたとき、レール７５の端部７５ａとレール８５の端部８５ａが近接して配置され、かつラック７６の端部７６ａとラック８６の端部８６ａが近接して配置されるようになっている。
【0114】
この構成により、本実施形態に係る試験装置１は、ＤＵＴ１００を静止または移動させて行うフィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴ１００との通信環境の構築が可能となる。特に、アンテナユニット９０を一方のステージから他方のステージへ自動で移動させることができるので、１つのステージに複数の試験用アンテナ６を集めて試験することができる。これにより、アジマス方向が同一でエレベーション方向が別角度に自動配置した複数の試験用アンテナ６，６とＤＵＴ１００の同時送受信試験を効率的に実施することができる。
【0115】
また、本実施形態に係る試験装置１において、メインステージ７０は、支持具７４の第２面７４ａ上にレール７５に沿ってレール７５から間隔を開けて配置された円弧状のラック７６を備え、サブステージ８０は、支持具８４の第３面８４ａ上にレール８５に沿ってレール８５から間隔を開けて配置された円弧状のラック８６を備え、アンテナユニット９０は、ラック７６に係合する第１ピニオン９６と、ラック８６に係合する第２ピニオン９７と、第１ピニオン９６および第２ピニオン９７を駆動するモータ９８と、レール７５に摺動可能に取り付け得る第１可動台９１ａと、レール８５に摺動可能に取り付け得る第２可動台９１ｂとを備えている。この構成により、モータ駆動により一方のステージから他方のステージへアンテナユニット９０を自動で移動させることができるので、１つのステージに複数の試験用アンテナ６，６を集めて試験することができる。
【0116】
また、本実施形態に係る試験装置１において、第２面７４ａと第３面８４ａが平行になるようメインステージ７０とサブステージ８０が配置されたとき、側面視でラック７６の歯７８のうち最端部の歯とラック８６の歯８８のうち最端部の歯との間隔Ｄが、ラック７６の歯７８のピッチおよびラック８６の歯８８のピッチに等しくなっている。この構成により、アンテナユニット９０がメインステージ７０とサブステージ８０の間を移動する際に、第１ピニオン９６とラック７６の係合状態と、第２ピニオン９７とラック８６の係合状態との間での移行が円滑に行われる。これにより、試験用アンテナ６を一方のステージから他方のステージへ確実に移動させることができる。
【0117】
また、本実施形態に係る試験装置１は、内部空間５１におけるクワイエットゾーン内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を変化させる姿勢可変機構５６と、姿勢可変機構５６により姿勢が設定されたＤＵＴ１００に対して、アンテナ移動機構６０により試験用アンテナ６を移動させてＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性の測定を行う測定装置２と、を備えている。この構成により、同球面上に任意に移動しながら測定可能な複数の試験用アンテナ６を使用可能な環境なため、フィールド試験の環境再現が可能となり、物理的に移動しながらのＲＲＭのＨＯ試験、フェージングによる電波強度の変異量の測定などが可能となる。あわせて、複数の試験用アンテナ６と同時通信可能な環境のため、試験時間の短縮が可能となる。
【0118】
また、本実施形態に係る試験装置１は、アンテナ移動機構６０により移動中の試験用アンテナ６を使用してＤＵＴ１００の送信特性、受信特性、または送受信特性を測定することができる。この構成により、試験用アンテナ６を移動させながら試験を行うことができるので、フィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境を構築することができる。
【産業上の利用可能性】
【0119】
以上述べたように、本発明は、ＤＵＴを静止または移動させて行うフィールド試験とほぼ同等の、複数の基地局とＤＵＴとの通信環境の構築ができ、特にアンテナユニットを一方のステージから他方のステージへ移動させて１つのステージに複数のアンテナユニットを集めて試験することができるという効果を有し、無線端末等の試験装置の全般に有用である。
【符号の説明】
【0120】
１ 試験装置
２ 測定装置
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 試験用アンテナ
６Ｈ 水平偏波アンテナ
６Ｖ 垂直偏波アンテナ
７ 放物面鏡（リフレクタ）
８ 誘電体レンズ
９ 平面鏡（ミラー）
１０ 統合制御装置
１１、２２ 制御部
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
１８ アンテナ移動制御部
１８ａ ステージ間アンテナ移動制御部
１８ｃ ステージ間アンテナ移動制御テーブル
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
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 電波暗箱
５１ 内部空間
５２ 筐体本体部
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
６０ アンテナ移動機構
６１ 台座
６１ａ 第１面
６２ レール（第１レール）
６３ ラック
７０ メインステージ
７１、８１ フレーム
７２、７３、８２、８３ フレーム脚部
７４ 支持具（第１支持具）
７４ａ 第２面
７５ レール（第２レール）
７６ ラック（第１ラック）
７７、８７ ケーブルベア（登録商標）
７８、８８ 歯
８０、８０Ａ、８０Ｂ サブステージ
８４ 支持具（第２支持具）
８４ａ 第３面
８５ レール（第３レール）
８６ ラック（第２ラック）
９０ アンテナユニット
９１ 可動台
９１ａ 第１可動台
９１ｂ 第２可動台
９２ ベース板
９４ コンバータ
９４ａ 水平偏波信号用コンバータ
９４ｂ 垂直偏波信号用コンバータ
９５ ピニオン
９６ 第１ピニオン
９７ 第２ピニオン
９８ モータ
９９ 連結ピニオン
１００ ＤＵＴ（被試験対象）
１１０ アンテナ（被試験アンテナ）
２００ リフレクタ保持具
２０１ ミラー保持具
２ 測定装置
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 試験用アンテナ
６Ｈ 水平偏波アンテナ
６Ｖ 垂直偏波アンテナ
７ 放物面鏡（リフレクタ）
８ 誘電体レンズ
９ 平面鏡（ミラー）
１０ 統合制御装置
１１、２２ 制御部
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
１８ アンテナ移動制御部
１８ａ ステージ間アンテナ移動制御部
１８ｃ ステージ間アンテナ移動制御テーブル
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
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 電波暗箱
５１ 内部空間
５２ 筐体本体部
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
６０ アンテナ移動機構
６１ 台座
６１ａ 第１面
６２ レール（第１レール）
６３ ラック
７０ メインステージ
７１、８１ フレーム
７２、７３、８２、８３ フレーム脚部
７４ 支持具（第１支持具）
７４ａ 第２面
７５ レール（第２レール）
７６ ラック（第１ラック）
７７、８７ ケーブルベア（登録商標）
７８、８８ 歯
８０、８０Ａ、８０Ｂ サブステージ
８４ 支持具（第２支持具）
８４ａ 第３面
８５ レール（第３レール）
８６ ラック（第２ラック）
９０ アンテナユニット
９１ 可動台
９１ａ 第１可動台
９１ｂ 第２可動台
９２ ベース板
９４ コンバータ
９４ａ 水平偏波信号用コンバータ
９４ｂ 垂直偏波信号用コンバータ
９５ ピニオン
９６ 第１ピニオン
９７ 第２ピニオン
９８ モータ
９９ 連結ピニオン
１００ ＤＵＴ（被試験対象）
１１０ アンテナ（被試験アンテナ）
２００ リフレクタ保持具
２０１ ミラー保持具
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】