特許ウォッチ

公開番号2024166681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023082929
出願日2023-05-19
発明の名称試験装置
出願人アンリツ株式会社
代理人弁理士法人有我国際特許事務所
主分類G01R 29/10 20060101AFI20241122BHJP(測定;試験)
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
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。
続きを表示（約 1,700 文字）【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
続きを表示（約 1,900 文字）【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、５ＧＮＲ（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】以降は省略されています）

関連特許