特開 2024-173507 測定システム、受信装置、測定方法、及び受信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173507

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】測定システム、受信装置、測定方法、及び受信方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/08 20060101AFI20241205BHJP

   H04B 17/309 20150101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01R29/08 B

H04B17/309

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091974

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】保前 俊稀

(72)【発明者】

【氏名】豊見本 和馬

(72)【発明者】

【氏名】山口 良

(57)【要約】

【解決手段】偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する出力部と、前記第１電波及び前記第２電波の合成電波を反射する反射部と、前記反射部が反射した前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離するＯＭＴ（Ｏｒｔｈｏ Ｍｏｄｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）として機能する分離部と、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と、前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて、前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定部とを備える、測定システムを提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する出力部と、
前記第１電波及び前記第２電波の合成電波を反射する反射部と、
前記反射部が反射した前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離するＯＭＴ（Ｏｒｔｈｏ Ｍｏｄｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）として機能する分離部と、
前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と、前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて、前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定部と
を備える、測定システム。

【請求項2】

前記出力部は、偏波方向が垂直方向である前記第１偏波方向の前記第１電波、及び、偏波方向が水平方向である前記第２偏波方向の前記第２電波を出力する、請求項１に記載の測定システム。

【請求項3】

前記出力部は、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる前記第１周波数の前記第１電波、及び、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる前記第２周波数の前記第２電波を出力する、請求項１又は２に記載の測定システム。

【請求項4】

前記反射部は、予め定められた回転速度で回転移動しながら、前記合成電波を反射する、請求項１又は２に記載の測定システム。

【請求項5】

偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波の合成電波を反射する反射部と、
前記反射部が反射した前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離し、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定装置に、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分を出力するＯＭＴと
を備える、受信装置。

【請求項6】

前記反射部は、予め定められた回転速度で回転移動しながら、前記合成電波を反射する、請求項請求項５に記載の受信装置。

【請求項7】

出力部と、反射部と、ＯＭＴとして機能する分離部と、測定部とを備える測定システムによって実行される測定方法であって、
前記出力部が、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する出力段階と、
前記反射部が、前記第１電波及び前記第２電波の合成電波を反射する反射段階と、
前記分離部が、前記反射段階で反射された前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する分離段階と、
前記測定部が、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と、前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて、前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定段階と
を備える、測定方法。

【請求項8】

反射部と、ＯＭＴとを備える受信装置によって実行される受信方法であって、
前記反射部が、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波の合成電波を反射する反射段階と、
前記ＯＭＴが、前記反射段階で反射された前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する分離段階と、
前記ＯＭＴが、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と前記反射部が前記反射段階で前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定装置に、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分を出力する出力段階と
を備える、受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定システム、受信装置、測定方法、及び受信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、簡易な構成で電波の伝搬特性を測定できる測定システムについて記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１３－０７０２２２号公報

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本発明の一実施態様によれば、測定システムが提供される。前記測定システムは、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する出力部を備えてよい。前記測定システムは、前記第１電波及び前記第２電波の合成電波を反射する反射部を備えてよい。前記測定システムは、前記反射部が反射した前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離するＯＭＴ（Ｏｒｔｈｏ Ｍｏｄｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）として機能する分離部を備えてよい。前記測定システムは、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と、前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて、前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定部を備えてよい。

【0004】

前記測定システムにおいて、前記出力部は、偏波方向が垂直方向である前記第１偏波方向の前記第１電波、及び、偏波方向が水平方向である前記第２偏波方向の前記第２電波を出力してよい。

【0005】

前記いずれかの測定システムにおいて、前記出力部は、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる前記第１周波数の前記第１電波、及び、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる前記第２周波数の前記第２電波を出力してよい。

【0006】

前記いずれかの測定システムにおいて、前記反射部は、予め定められた回転速度で回転移動しながら、前記合成電波を反射してよい。

【0007】

本発明の一実施態様によれば、受信装置が提供される。前記受信装置は、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波の合成電波を反射する反射部を備えてよい。前記受信装置は、前記反射部が反射した前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離し、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定装置に、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分を出力するＯＭＴを備えてよい。

【0008】

前記受信装置において、前記反射部は、予め定められた回転速度で回転移動しながら、前記合成電波を反射してよい。

【0009】

本発明の一実施態様によれば、出力部と、反射部と、ＯＭＴとして機能する分離部と、測定部とを備える測定システムによって実行される測定方法が提供される。前記測定方法は、前記出力部が、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する出力段階を備えてよい。前記測定方法は、前記反射部が、前記第１電波及び前記第２電波の合成電波を反射する反射段階を備えてよい。前記測定方法は、前記分離部が、前記反射段階で反射された前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する分離段階を備えてよい。前記測定方法は、前記測定部が、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と、前記反射部が前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて、前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定段階を備えてよい。

【0010】

本発明の一実施態様によれば、反射部と、ＯＭＴとを備える受信装置によって実行される受信方法が提供される。前記受信方法は、前記反射部が、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が前記第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が前記第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波の合成電波を反射する反射段階を備えてよい。前記受信方法は、前記ＯＭＴが、前記反射段階で反射された前記合成電波を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する分離段階を備えてよい。前記受信方法は、前記ＯＭＴが、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分と前記反射部が前記反射段階で前記合成電波を反射したときの反射角とに基づいて前記第１電波の伝搬特性及び前記第２電波の伝搬特性を測定する測定装置に、前記第１偏波成分及び前記第２偏波成分を出力する出力段階を備えてよい。

【0011】

尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】システム１０の一例を概略的に示す。

【図2】ＯＭＴ１５０が電波を２つの偏波成分に分離する一例を概略的に示す。

【図3】受信装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。

【図4】電波の伝搬特性を測定する実証実験の一例ついて説明するための説明図である。

【図5】電波の伝搬特性の測定結果を例示する。

【図6】システム１０による処理の流れの一例を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波では、垂直偏波（Ｖ偏波と称する場合がある）の反射及び散乱特性が、水平偏波（Ｈ偏波と称する場合がある）の反射及び散乱特性と異なることが報告されている。そのため、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性を取得する際には、Ｖ偏波の電波及びＨ偏波の電波のそれぞれで伝搬特性を測定する必要がある。本実施形態に係るシステム１０では、回転反射鏡アンテナの一次放射器にＯＭＴを装着してマルチポート化を行い、ＯＭＴから出力される直交する２偏波信号に対して回転反射鏡の向きに対応する回転行列を掛け合わせることによって、到来波のＶ偏波成分及びＨ偏波成分を分離して取得する仕組みを採用する。

【0014】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0015】

図１は、システム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、受信装置１００を備えてよい。システム１０は、ＶＮＡ（Ｖｅｃｔｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｚｅｒ）２０を備えてよい。システム１０は、出力装置４０を備えてよい。図１では、システム１０が１つの出力装置４０を備えている一例を図示している。システム１０は、複数の出力装置４０を備えてもよい。

【0016】

ＶＮＡ２０は、電波の伝搬特性を測定するための信号を生成する。ＶＮＡ２０は、生成した信号を搬送する電波を出力装置４０に出力させる。

【0017】

出力装置４０は、電波を出力する。出力装置４０は、例えば、ＶＮＡ２０によって生成された信号を搬送する電波を出力する。出力装置４０は、出力部の一例であってよい。

【0018】

出力装置４０は、例えば、偏波方向が第１偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数である第１電波、及び、偏波方向が第１偏波方向に対して垂直な方向である第２偏波方向であり、且つ、周波数が第１周波数に対して差分周波数だけ異なる第２周波数である第２電波を出力する。出力装置４０は、例えば、第１電波及び第２電波を同時に出力する。出力装置４０は、例えば、第１電波及び第２電波の合成電波を出力する。

【0019】

出力装置４０は、例えば、偏波面が電波の伝搬方向に対して垂直な一平面内に存在する直線偏波の電波を出力する。出力装置４０は、例えば、偏波方向が垂直方向（Ｖ方向と称する場合がある）である第１偏波方向の第１電波、及び、偏波方向が水平方向（Ｈ方向と称する場合がある）である第２偏波方向の第２電波を出力する。ここでは、Ｖ方向が大地に対して垂直な方向であり、Ｈ方向が大地に対して平行な方向であるものとする。出力装置４０は、偏波面が電波の伝搬方向を中心軸として回転する円偏波の電波を出力してもよい。出力装置４０は、例えば、右旋円偏波である第１電波、及び、左旋円偏波である第２電波を出力する。

【0020】

出力装置４０は、例えば、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる第１周波数の第１電波、及び、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる第２周波数の第２電波を出力する。出力装置４０は、例えば、周波数がミリ波帯に含まれる第１周波数の第１電波、及び、周波数がミリ波帯に含まれる第２周波数の第２電波を出力する。出力装置４０は、例えば、テラヘルツ波帯に含まれる第１周波数の第１電波、及び、テラヘルツ波帯に含まれる第２周波数の第２電波を出力する。

【0021】

図１では、出力装置４０が、偏波方向がＶ方向であり、且つ、周波数がｆ_０である直線偏波の第１電波５２、及び、偏波方向がＨ方向であり、且つ、周波数がｆ_１である直線偏波の第２電波５４の合成電波５０を出力する場合の一例を図示している。この場合、差分周波数がΔｆであるとすると、ｆ_１＝ｆ_０＋Δｆが成立する。差分周波数Δｆは、ＶＮＡ２０が第１電波５２及び第２電波５４を識別する分解能に基づいて設定されてよい。尚、差分周波数Δｆの値は正であってもよく、負であってもよい。

【0022】

出力装置４０は、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる電波を出力することが可能であればどのような装置であってよい。出力装置４０は、例えば、偏波共用アンテナである。出力装置４０は、例えば、ホーンアンテナである。

【0023】

図１に例示される受信装置１００は、筐体１０２、受信部１０４、導波管１０６、台座１１０、支持部１１２、反射部１１４、モータ１１６、センサ１１８、及びＯＭＴ１５０を備える。受信装置１００は、図１において不図示の制御部をさらに備えてよい。

【0024】

反射部１１４は、例えば、出力装置４０によって出力された電波を反射する。反射部１１４は、例えば、合成電波５０を反射する。

【0025】

反射部１１４は、出力装置４０によって出力された電波を反射することが可能な物体であれば、どのような物体であってもよい。反射部１１４は、例えば、反射鏡であってよい。反射部１１４は、例えば、反射板であってよい。

【0026】

反射部１１４の形状は、出力装置４０によって出力された電波を反射することができればどのような形状であってもよい。反射部１１４は、例えば、パラボラ形状である。反射部１１４は、板状であってもよい。

【0027】

反射部１１４は、例えば、予め定められた回転速度で回転移動しながら、合成電波５０を反射する。反射部１１４は、静止状態で合成電波５０を反射してもよい。

【0028】

制御部は、各種制御を実行する。制御部は、例えば、反射部１１４の角度を制御する。制御部は、例えば、モータ１１６によって台座１１０を回転させることにより、台座１１０に固定された支持部１１２に支持されている反射部１１４を回転移動させることによって、反射部１１４の角度を制御する。回転反射鏡アンテナは、受信装置１００の一例であってよい。

【0029】

制御部は、モータ１１６の制御量によって、反射部１１４の角度を把握してよい。制御部は、センサ１１８を用いて、反射部１１４の角度を把握してもよい。

【0030】

受信部１０４は、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる電波を受信する。受信部１０４は、例えば、反射部１１４によって反射された電波を受信する。受信部１０４によって受信された電波は、導波管１０６を介して、ＯＭＴ１５０に入力される。

【0031】

受信部１０４は、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる電波を受信することが可能であればどのような部材であってよい。受信部１０４は、例えば、ホーンアンテナである。

【0032】

ＯＭＴ１５０は、電波を直交する２つの直線偏波の偏波成分に分離する機能を有する。ＯＭＴ１５０は、例えば、合成電波５０を第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する。ＯＭＴ１５０は、分離部の一例であってよい。

【0033】

ＯＭＴ１５０は、Ｉ／Ｑ（Ｉｎ－Ｐｈａｓｅ／Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ－Ｐｈａｓｅ）信号として、分離した電波の２つの偏波成分をそれぞれ出力してよい。ここでは、ＯＭＴ１５０がＸポート１５２に出力する電波の偏波成分が第１偏波成分であり、ＯＭＴ１５０がＹポート１５４に出力する電波の偏波成分が第２偏波成分であるものとする。この場合、第１偏波成分がＸポート１５２に対応しており、第２偏波成分がＹポート１５４に対応している。ＶＮＡ２０は、ＯＭＴ１５０によってそれぞれ出力された２つの偏波成分を受信してよい。

【0034】

ＶＮＡ２０は、電波の伝搬特性を測定する。ＶＮＡ２０は、例えば、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を測定する。ＶＮＡ２０は、例えば、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を同時に測定する。ＶＮＡ２０は、例えば、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分と、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角とに基づいて、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を測定する。ＶＮＡ２０は、測定部の一例であってよい。ＶＮＡ２０は、測定装置の一例であってよい。

【0035】

電波の伝搬特性は、例えば、電波の電界強度を含む。電波の伝搬特性は、例えば、電波が反射部１１４に到来する到来方向を含む。電波の伝搬特性は、電波が反射部１１４に到来するまでの間に減衰した減衰量を含んでもよい。

【0036】

図１に示されるシステム１０の一例において、電波の送受信で同期してＩ／Ｑ信号を取得可能なＳＧ（Ｓｉｇｎａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）及びＳＡ（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ａｎａｌｙｚｅｒ）用いて電波の伝搬特性を測定してもよい。

【0037】

図２は、ＯＭＴ１５０が電波を２つの偏波成分に分離する一例を概略的に示す。図２では、ＯＭＴ１５０が図１に示される合成電波５０を第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する一例を図示している。ここでは、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角がφであるものとする。

【0038】

図２の（Ａ）は、φ＝０°である場合において、ＯＭＴ１５０が合成電波５０を第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する一例を概略的に示す。図２の（Ａ）に示されるように、ＯＭＴ１５０は、第１電波５２をＸポート１５２に出力しており、第２電波５４をＹポート１５４に出力している。したがって、図２の（Ａ）に示される一例の場合、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第１偏波成分が第１電波５２であり、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第２偏波成分が第２電波５４である。

【0039】

図２の（Ｂ）は、φ＝９０°である場合において、ＯＭＴ１５０が合成電波５０を第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する一例を概略的に示す。図２の（Ｂ）に示されるように、ＯＭＴ１５０は、第２電波５４をＸポート１５２に出力しており、第１電波５２をＹポート１５４に出力している。したがって、図２の（Ｂ）に示される一例の場合、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第１偏波成分が第２電波５４であり、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第２偏波成分が第１電波５２である。

【0040】

図２の（Ａ）及び図２の（Ｂ）に示されるように、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角に応じて、ＯＭＴ１５０によってＸポート１５２及びＹポート１５４のそれぞれに出力される合成電波５０の偏波成分が異なる。そのため、ＶＮＡ２０は、合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分から第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を測定するためには、合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分と、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角とから、第１電波５２及び第２電波５４をそれぞれ導出する必要がある。したがって、合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分がそれぞれＥ_Ｘ（φ）及びＥ_Ｙ（φ）であり、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角がφであるとすると、ＶＮＡ２０は、下記の数式に従ってＥ_Ｘ（φ）及びＥ_Ｙ（φ）に対してφの回転行列の逆行列を掛け合わせることによって、第１電波５２の電界強度Ｅ_Ｖ（φ）及び第２電波５４の電界強度Ｅ_Ｈ（φ）を導出する。

【0041】

【数1】

【0042】

例えば、図２の（Ａ）に示されるようにφ＝０°である場合、ＶＮＡ２０は、上記の数式に従って、Ｅ_Ｖ（０°）＝ｃｏｓ０°×Ｅ_Ｘ（０°）＋ｓｉｎ０°×Ｅ_Ｙ（０°）＝Ｅ_Ｘ（０°）、及び、Ｅ_Ｈ（０°）＝－ｓｉｎ０°×Ｅ_Ｘ（０°）＋ｃｏｓ０°×Ｅ_Ｙ（０°）＝Ｅ_Ｙ（０°）をそれぞれ導出する。また、図２の（Ｂ）に示されるようにφ＝９０°である場合、ＶＮＡ２０は、上記の数式に従って、Ｅ_Ｖ（９０°）＝ｃｏｓ９０°×Ｅ_Ｘ（９０°）＋ｓｉｎ９０°×Ｅ_Ｙ（９０°）＝Ｅ_Ｙ（９０°）、及び、Ｅ_Ｈ（９０°）＝－ｓｉｎ９０°×Ｅ_Ｘ（９０°）＋ｃｏｓ９０°×Ｅ_Ｙ（９０°）＝－Ｅ_Ｘ（９０°）をそれぞれ導出する。

【0043】

周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波が、Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信や、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信以降の移動体通信に用いられることが検討されている。そこで、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性を測定することが重要となってきている。周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性を測定する場合、ケーブルを使用することができず、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波用の平面アンテナが開発されていないので、現在、開口面アンテナを回転させて電波の到来方向を測定する手法が主流である。しかしながら、開口面アンテナを高速回転させることができないので、当該手法は、測定時間が長い点が課題である。特に、当該手法でＶ偏波の電波及びＨ偏波の電波の２偏波の電波の到来方向を測定する場合、偏波方向を変えて２回測定しなければならないので、当該手法は、より一層の測定時間を要する。

【0044】

これに対して、本実施形態に係るシステム１０によれば、ＶＮＡ２０が、周波数が異なり、且つ、偏向方向が直交する２つの第１電波５２及び第２電波５４の合成電波５０を出力装置４０に出力させる。そして、受信装置１００が、ＯＭＴ１５０を用いて、予め定められた回転速度している反射部１１４によって反射された合成電波５０を２つの偏波成分に分離してＶＮＡ２０に出力する。その後、ＶＮＡ２０は、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分と、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角とに基づいて、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性をそれぞれ測定する。本実施形態に係るシステム１０は、開口面アンテナより高速回転可能な反射部１１４を回転させながら周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性を測定するので、従来の手法と比較して、ミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性の測定時間をより短くできる。さらに、本実施形態に係るシステム１０は、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角に関係なく、ＯＭＴ１５０によって分離された２つの電波の偏波成分から、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を同時に測定できるので、２偏波の電波の伝搬特性を測定するために電波の偏波方向を変えて２回測定しなければならない従来の手法と比較して、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯の電波の伝搬特性の測定時間をより一層短くできる。加えて、本実施形態に係るシステム１０は、２偏波を同時に測定する場合、一方の偏波（例えば、Ｖ偏波）の交差偏波が他方の偏波（例えば、Ｈ偏波）に対して影響を与えないように、第２電波５４の周波数が第１電波５２の周波数に対して差分周波数だけ変えた上で、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を同時に測定する。これにより、本実施形態に係るシステム１０は、電波の伝搬特性の測定精度の低下の一要因である交差偏波の影響を受けることなく第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を同時に測定できるので、高い測定精度で第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を同時に測定できる。

【0045】

図３は、受信装置１００の機能構成の一例を概略的に示す。受信装置１００は、台座１１０、反射部１１４、モータ１１６、制御部１１７、センサ１１８、送信部１１９、測定部１２０、及びＯＭＴ１５０を備えてよい。尚、受信装置１００がこれらの全ての構成を含むことは必須とは限らない。

【0046】

制御部１１７は、各種制御を実行する。制御部１１７は、例えば、反射部１１４の角度を制御する。制御部１１７は、例えば、モータ１１６によって台座１１０を回転させることにより反射部１１４を回転移動させることによって、反射部１１４の角度を制御する。

【0047】

制御部１１７は、例えば、反射部１１４を、連続的に回転移動させる。制御部１１７は、例えば、反射部１１４を、一定の回転速度で連続的に回転移動させる。制御部１１７は、反射部１１４を、一定の回転速度ではなく連続的に回転移動させてもよい。制御部１１７は、反射部１１４を、非連続的に回転移動させてもよい。制御部１１７は、ＶＮＡ２０等の外部装置から受け付けた指示に応じて、反射部１１４を回転移動させてもよい。

【0048】

制御部１１７は、例えば、モータ１１６の制御量によって、反射部１１４の角度を把握する。制御部１１７は、センサ１１８を用いて、反射部１１４の角度を把握してもよい。

【0049】

センサ１１８は、反射部１１４の角度を特定可能であれば、どのようなものであってもよい。例えば、センサ１１８は、台座１１０の回転量を計測可能なセンサであってよい。また、例えば、センサ１１８は、台座１１０を撮像したり、反射部１１４を撮像したりすることによって、反射部１１４の角度を特定可能なセンサであってもよい。

【0050】

制御部１１７が反射部１１４を一定の回転速度で回転移動させる場合、センサ１１８は、台座１１０を挟んで対向する位置に配置されたレーザ出力部及びレーザ検知部であってよい。例えば、レーザ出力部が、筐体１０２と台座１１０との間にレーザを出力し、レーザ検知部がそれを検知するように配置され、台座１１０の一部に配置されたタブによって、台座１１０が一回転する毎に一度レーザが遮られるように構成する。制御部１１７は、センサ１１８によって、回転の周期を把握できることから、反射部１１４の角度を把握できる。

【0051】

送信部１１９は、各種情報を送信する。送信部１１９は、例えば、ＶＮＡ２０に各種情報を送信する。送信部１１９は、その他の外部装置に各種情報を送信してもよい。

【0052】

送信部１１９は、例えば、反射部１１４が出力装置４０によって出力された合成電波５０を反射したときの反射角を示す反射角情報を送信する。送信部１１９は、例えば、センサ１１８によって検出されたセンサ情報を送信してもよい。

【0053】

ＯＭＴ１５０は、例えば、反射部１１４によって反射された電波を２つの直線偏波の偏波成分に分離する。ＯＭＴ１５０は、例えば、合成電波５０を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する。ＯＭＴ１５０は、ＶＮＡ２０に、分離した第１偏波成分及び第２偏波成分を出力してよい。

【0054】

測定部１２０は、電波の伝搬特性を測定する。測定部１２０は、例えば、周波数がミリ波帯又はテラヘルツ波帯に含まれる電波の伝搬特性を測定する。

【0055】

測定部１２０は、例えば、偏波方向がＶ方向の電波の伝搬特性、及び、偏波方向がＨ方向の電波の伝搬特性を測定する。測定部１２０は、例えば、偏波方向がＶ方向の電波の伝搬特性、及び、偏波方向がＨ方向の電波の伝搬特性を同時に測定する。

【0056】

測定部１２０は、例えば、ＯＭＴ１５０によって分離された合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分と、反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角とに基づいて、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を測定する。送信部１１９は、外部装置に、測定部１２０による電波の伝搬特性の測定結果を送信してよい。

【0057】

尚、受信装置１００は、測定部１２０を備えていなくてもよい。この場合、ＶＮＡ２０等の外部装置が、電波の伝搬特性を測定してよい。

【0058】

図４は、電波の伝搬特性を測定する実証実験の一例ついて説明するための説明図である。ここでは、出力装置４０と同様の機能を有する２つの出力装置４２及び出力装置４４を用いて、電波の伝搬特性を測定するものとする。

【0059】

図４に示される実証実験の一例では、反射部１１４は、１０ｒｐｍ（ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）の回転速度で回転移動しているものとする。したがって、図４に示される実証実験の一例において、受信装置１００の周囲の電波の伝搬特性を1回測定する測定時間は、約６秒である。

【0060】

図４に示される実証実験の一例では、出力装置４２及び出力装置４４、並びに、受信装置１００が、電波吸収体８０で囲まれた空間に配置されている。また、図４に示されるように、出力装置４２が出力する電波が－４５°の方向で受信装置１００に到来するように出力装置４２が配置され、出力装置４４が出力する電波が１５°の方向で受信装置１００に到来するように出力装置４４が配置されているものとする。

【0061】

図４に示される実証実験の一例において、ＶＮＡ２０は、周波数が３０．０ＧＨｚのＶ偏波の電波を出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれに出力させ、周波数が３０．１ＧＨｚのＨ偏波の電波を出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれに出力させてよい。この場合、差分周波数Δｆ＝０．１ＧＨｚである。

【0062】

出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれによって出力される電波の電界強度は、異なっていてよい。図４に示される実証実験の一例において、出力装置４２が出力するＨ偏波の電波の電界強度は、３ｄＢのＡＴＴ（Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）によって出力装置４２が出力するＶ偏波の電波の電界強度に対して３ｄＢ減衰されており、出力装置４４が出力するＶ偏波の電波の電界強度は、６ｄＢのＡＴＴによって出力装置４２が出力するＶ偏波の電波の電界強度に対して６ｄＢだけ減衰されており、出力装置４４が出力するＨ偏波の電波の電界強度は、１０ｄＢのＡＴＴによって出力装置４２が出力するＶ偏波の電波の電界強度に対して１０ｄＢだけ減衰されている。

【0063】

図５は、電波の伝搬特性の測定結果を例示する。図５では、図４に示される実証実験の一例で、出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれによって出力されたＶ偏波の電波の伝搬特性、並びに、出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれによって出力されたＨ偏波の電波の伝搬特性を測定した測定結果を例示する。

【0064】

図５に示されるグラフの横軸は、反射部１１４が電波を反射したときの反射角φ［°］であり、図５に示されるグラフの縦軸は、ＶＮＡ２０が測定した電波の電界強度［ｄＢ］である。

【0065】

図５の（Ａ）は、周波数が３０．０ＧＨｚの電波の伝搬特性の測定結果を例示する。図５の（Ａ）のグラフにおける「●」は、図４に示される実証実験の実験環境下で３０．０ＧＨｚのＶ偏波の電波の伝搬特性をシミュレーションしたシミュレーション結果である。シミュレーション結果は、φ＝－４５°ときに出力装置４２によって出力された０ｄＢのＶ偏波の電波が受信装置１００に到来し、φ＝１５°ときに出力装置４４によって出力された－６ｄＢのＶ偏波の電波が受信装置１００に到来することを示す。

【0066】

図５の（Ａ）グラフにおける実線は、周波数が３０．０ＧＨｚのＶ偏波の電波の伝搬特性の測定結果を示す。図５の（Ａ）グラフにおける点線は、周波数が３０．０ＧＨｚのＶ偏波の電波の交差偏波である、周波数が３０．０ＧＨｚのＨ偏波の電波の伝搬特性の測定結果を示す。

【0067】

図５の（Ａ）のグラフに示されるように、Ｖ偏波の電波の伝搬特性の測定結果は、シミュレーション結果と高精度に一致していることを示す。また、図５の（Ａ）のグラフに示されるＨ偏波の電波は、Ｖ偏波で送信された電波の交差偏波の伝搬特性である。すなわち、Ｖ偏波で送信された電波の偏波回転量等を測定することも可能である。本測定結果において、Ｖ偏波の電波の電界強度に対してＨ偏波の電波の電界強度が十分小さいため、受信装置１００に到来した電波の偏波の直交性が保たれていることが示されている。尚、出力装置４４によって出力されたＶ偏波の電波の交差偏波であるＨ偏波の電波の電界強度は、出力装置４２によって出力されたＶ偏波の電波の電界強度と比較して２０ｄＢより小さいので、図５の（Ａ）のグラフにおいて示されていない。

【0068】

図５の（Ｂ）は、周波数が３０．１ＧＨｚの電波の伝搬特性の測定結果を例示する。図５の（Ｂ）のグラフにおける「■」は、図４に示される実証実験の実験環境下で３０．１ＧＨｚのＨ偏波の電波の伝搬特性をシミュレーションしたシミュレーション結果である。シミュレーション結果は、φ＝－４５°ときに出力装置４２によって出力された－３ｄＢのＨ偏波の電波が受信装置１００に到来し、φ＝１５°ときに出力装置４４によって出力された－１０ｄＢのＨ偏波の電波が受信装置１００に到来することを示す。

【0069】

図５の（Ｂ）グラフにおける点線は、周波数が３０．１ＧＨｚのＨ偏波の電波の伝搬特性の測定結果を示す。図５の（Ｂ）グラフにおける実線は、周波数が３０．１ＧＨｚのＨ偏波の電波の交差偏波である、周波数が３０．１ＧＨｚのＶ偏波の電波の伝搬特性の測定結果を示す。

【0070】

図５の（Ｂ）のグラフに示されるように、Ｈ偏波の電波の伝搬特性の測定結果は、シミュレーション結果と高精度に一致していることを示す。また、図５の（Ｂ）のグラフに示されるＶ偏波の電波は、Ｈ偏波で送信された電波の交差偏波の伝搬特性である。すなわち、Ｈ偏波で送信された電波の偏波回転量等を測定することも可能である。本測定結果において、Ｈ偏波の電波の電界強度に対してＶ偏波の電波の電界強度が十分小さいため、受信装置１００に到来した電波の偏波の直交性が保たれていることが示されている。尚、出力装置４４によって出力されたＨ偏波の電波の交差偏波であるＶ偏波の電波の電界強度は、出力装置４２によって出力されたＶ偏波の電波の電界強度と比較して２０ｄＢより小さいので、図５の（Ｂ）のグラフにおいて示されていない。

【0071】

図５に例示される電波の伝搬特性の測定結果から、図４に示される実証実験の一例において、出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれによって出力されたＶ偏波の電波の伝搬特性、並びに、出力装置４２及び出力装置４４のそれぞれによって出力されたＨ偏波の電波の伝搬特性を、約６秒の短時間の測定時間で高精度に測定できたといえる。

【0072】

図６は、システム１０による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、反射部１１４が一定の速度で連続的に回転移動している場合を例に挙げ、出力装置４０が合成電波５０出力していない状態を開始状態として説明する。

【0073】

ステップ（ステップをＳと省略して記載する場合がある。）１０２において、出力装置４０は、第１電波５２及び第２電波５４の合成電波５０を出力する。Ｓ１０４において、受信装置１００は、反射部１１４によって反射された合成電波５０を受信部１０４で受信する。受信部１０４で受信された合成電波５０が、導波管１０６を介してＯＭＴ１５０に入力される。ＯＭＴ１５０は、入力された合成電波５０を、第１偏波成分及び第２偏波成分に分離する。

【0074】

Ｓ１０６において、ＯＭＴ１５０は、Ｓ１０４で分離した合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分を、ＶＮＡ２０に出力する。また、送信部１１９は、反射角情報をＶＮＡ２０に送信する。

【0075】

Ｓ１０８において、ＶＮＡ２０は、Ｓ１０６でＯＭＴ１５０によって出力された合成電波５０の第１偏波成分及び第２偏波成分と、Ｓ１０６で送信部１１９によって送信された反射角情報によって示される反射部１１４が合成電波５０を反射したときの反射角とに基づいて、第１電波５２の伝搬特性及び第２電波５４の伝搬特性を測定する。

【0076】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0077】

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0078】

１０ システム、２０ ＶＮＡ、４０ 出力装置、４２ 出力装置、４４ 出力装置、５０ 合成電波、５２ 第１電波、５４ 第２電波、８０ 電波吸収体、１００ 受信装置、１０２ 筐体、１０４ 受信部、１０６ 導波管、１１０ 台座、１１２ 支持部、１１４ 反射部、１１６ モータ、１１７ 制御部、１１８ センサ、１１９ 送信部、１２０ 測定部、１５０ ＯＭＴ、１５２ Ｘポート、１５４ Ｙポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】