JP2021032682A - 温度試験装置及び温度試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体による測定結果の劣化を抑えることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供する。【解決手段】ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号をアンテナ１１０との間で送信又は受信する試験用アンテナ６と、クワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲む断熱材からなる断熱筐体７０と、空間領域７１の温度が制御された状態でＤＵＴ１００の姿勢が変化されるごとにＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置２０と、を備え、試験用アンテナ６から送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の領域において、クワイエットゾーンＱＺに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直な平板状部分７０ａが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＴＡ（Over The Air）環境の電波暗箱を用いて、被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置及び温度試験方法に関する。

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。

無線端末の設計開発会社又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、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。

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、又は、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）。

ＯＴＡ試験環境としては、常温における試験の他に、高温（例えば、５５℃）及び低温（例えば、−１０℃）にＤＵＴ周囲の温度を振った温度試験が必要となる。その際、ＤＵＴ周囲の温度を保持するために、ＤＵＴ周囲に断熱材でできた断熱筐体を取り付けるが、その断熱筐体による測定結果の劣化（Quality of quiet zoneの劣化）を低減する断熱筐体の構造が望ましい。ここで、クワイエットゾーン（quiet zone）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で照射される空間領域の範囲を表す概念である（例えば、非特許文献１参照）。クワイエットゾーンの形状は、通常、球形である。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。

特願２０１８−２２３９４２

3GPP TR 38.810 V16.2.0 (2019-03)

ＯＴＡ試験ではＤＵＴを回転させながら測定するが、温度試験用の断熱筐体を付けた状態でも、断熱筐体を付けない常温での試験と同様にＤＵＴを回転させながら試験を実施することが望まれる。既存の温度試験装置としては、ＤＵＴをターンテーブルの上に載せて、試験用アンテナが半円上を動きながら測定するような試験系（Distributed-axes system）において、ＤＵＴを半球状の断熱筐体で覆う構造があった。その構成では、ＤＵＴに搭載された被試験アンテナが回転中心からずれるほど、試験用アンテナと被試験アンテナの間で送受信される電波の進行方向に対して断熱筐体の面が垂直からずれてしまっていた。断熱筐体の面に対する電波の進行方向が斜めになるほど、断熱筐体の材質を電波が透過する距離が長くなり、また、鏡面反射の割合が増えることになる。

つまり、上記の既存の構造では、被試験アンテナが回転中心からずれるほど、断熱筐体による測定結果の劣化（Quality of quiet zoneの劣化）がひどくなっていた。すなわち、上記の既存の構造は、タブレットに代表されるような、比較的サイズが大きく被試験アンテナの配置が不明な端末を、いわゆる「ブラックボックス」方法（Black-box approach）でテストするには向かない構造であるという問題があった。

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、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体による測定結果の劣化を抑えることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る温度試験装置は、被試験アンテナを有する被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置であって、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、前記内部空間に収容され、前記被試験対象の送信特性又は受信特性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又は受信する試験用アンテナと、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順次変化させる姿勢可変機構と、前記内部空間に収容され、前記クワイエットゾーンを含む空間領域を取り囲む断熱材からなる断熱筐体と、前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御可能な温度制御装置と、前記温度制御装置により前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変機構により前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置と、を備え、前記試験用アンテナから送信された無線信号の電波が前記クワイエットゾーンに入射する前に通過する前記断熱筐体の領域において、前記クワイエットゾーンに入射する前記無線信号の電波の進行方向に垂直な平板状部分が形成されている構成である。

上記のように、試験用アンテナから送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンに入射する前に通過する断熱筐体の領域において、クワイエットゾーンに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直な平板状部分が形成されている。この構成により、被試験対象内の被試験アンテナの位置によらず、試験用アンテナと被試験アンテナ間でやり取りされる電波の進行方向が断熱筐体の平板状部分に対して常に垂直となる。このため、断熱筐体の平板状部分に対する電波の進行方向が斜めになる場合と比較して、断熱筐体を電波が透過する距離が最短になるとともに、断熱筐体の平板状部分に入射する平面波のうちＴＥ偏波の成分については、反射係数の絶対値が最小になる。したがって、本発明に係る温度試験装置は、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体を通過する電波の断熱筐体における吸収や反射による電波のロス、及び、反射波による干渉に起因した電波強度の不確定性を抑えることができるため、断熱筐体による測定結果の劣化（Quality of quiet zoneの劣化）を抑えることができる。

また、本発明に係る温度試験装置においては、前記姿勢可変機構は、回転駆動力を発生させる駆動部と、前記駆動部の回転駆動力により、互いに直交する２軸のうちのいずれか一方の軸の周りに所定角度回転するターンテーブルと、前記ターンテーブルから前記一方の軸の方向に延びて、前記駆動部の回転駆動力により前記ターンテーブルと共に回転する支柱と、前記支柱の側面から前記２軸のうちの他方の軸の方向に延びて、前記駆動部の回転駆動力により前記他方の軸の周りに所定角度回転する、前記被試験対象を載置するための被試験対象載置部と、を有する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、２軸ポジショナとしての姿勢可変機構を備えることにより、被試験対象の中心を回転中心として、３次元のあらゆる方向に被試験アンテナが向く姿勢になるように被試験対象を順次回転させることができる。

また、本発明に係る温度試験装置においては、前記断熱筐体は、前記支柱の一部が貫通する貫通孔を有し、前記ターンテーブル及び前記支柱と共に回転する円盤状の回転部と、前記回転部の外径にほぼ等しい内径を有し、前記回転部を回転自在に収容する孔部と、を含み、前記回転部の前記孔部に対向する側壁面と、前記孔部の前記回転部に対向する内壁面とのそれぞれに、前記側壁面と前記内壁面との間の摩擦を低減するための摩擦低減部材が設けられた構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、回転部と孔部とが互いに接触する箇所に摩擦低減部材を設けたことにより、回転部の回転時の孔部との摩擦により断熱筐体の耐久性が悪化することを抑制できる。

また、本発明に係る温度試験装置は、前記内部空間に収容され、所定の回転放物面を有するリフレクタを更に備え、前記リフレクタは、前記回転放物面から定まる焦点位置に配置された前記試験用アンテナと前記被試験アンテナとの間で送受信される無線信号の電波を、前記回転放物面を介して反射する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係る温度試験装置は、被試験対象の被試験アンテナと試験用アンテナとの間の電波伝搬経路に所定の回転放物面を有するリフレクタが配置されているため、試験用アンテナと被試験対象が対向して信号を送受するダイレクトファーフィールド法でのＯＴＡ試験に比べてコンパクト化された構成でＯＴＡ試験を実行することができる。

また、本発明に係る温度試験方法は、上記のいずれかに記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップと、前記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順次変化させる姿勢可変ステップと、前記温度制御ステップにより前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップと、を含む構成である。

この構成により、本発明に係る温度試験方法は、断熱筐体による測定結果の劣化を抑えつつ、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定することができる。

本発明は、ＯＴＡ試験環境において被試験対象の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体による測定結果の劣化を抑えることができる温度試験装置及び温度試験方法を提供するものである。

本発明の実施形態に係る温度試験装置全体の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る温度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。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における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。 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方界を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の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。 本発明の実施形態に係る温度試験装置の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。 本発明の実施形態に係る温度試験装置のＯＴＡチャンバに採用されるＤＵＴの送信特性及び受信特性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。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における断熱筐体の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における断熱筐体の平板状部分の配置を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における断熱筐体に設けられる摩擦低減部材の配置を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置における温度制御装置による断熱筐体の内部の温度制御を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る温度試験装置におけるＤＵＴの送信特性及び受信特性測定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る温度試験装置及び温度試験方法の実施形態について図面を用いて説明する。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。

本実施形態に係る温度試験装置１は、アンテナ１１０を有するＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定するものであり、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。ただし、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。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る温度試験装置１は、統合制御装置１０、ＮＲシステムシミュレータ２０、温度制御装置３０、信号処理部４０ａ，４０ｂ、ＯＴＡチャンバ５０を有している。

統合制御装置１０は、ＮＲシステムシミュレータ２０や温度制御装置３０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内に配置された構成要素を制御するための制御手段とも接続されている。温度試験装置１は、ＯＴＡチャンバ５０に対する制御手段として、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。

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、温度制御装置３０、及びＯＴＡチャンバ５０に対する制御手段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、及び、温度制御装置３０を制御する温度制御部１８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。

温度試験装置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、温度制御装置３０、ＯＴＡチャンバ５０を載置した例を挙げている。

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、コンパクト・アンテナ・テスト・レンジ（Compact Antenna test Range：以下、ＣＡＴＲ）の一例として用いられる。

ＯＴＡチャンバ５０は、図１、図２に示すように、例えば、直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と対向する試験用アンテナ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。試験用アンテナ６としては、例えばホーンアンテナなど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。なお、試験用アンテナ６の個数は１つであってもよいが、以下においては、複数であるものとして説明する。試験用アンテナ６は、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための無線信号をアンテナ１１０との間で送信又は受信するようになっている。

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と、クワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲む断熱材からなる断熱筐体７０と、が収容されている。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。

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、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。

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既定の周波数帯（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、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性を測定するための、既定の周波数帯（５Ｇ ＮＲバンド）の無線信号を送信又は受信するものである。アンテナ１１０は、例えばＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯアンテナなど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。

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環境下で送信特性測定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。

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、３．３ＧＨｚ〜５．０ＧＨｚ、２４．２５ＧＨｚ〜２９．５ＧＨｚ、４０．５ＧＨｚ〜４３．５ＧＨｚに割り当てられている。番号１に割り当てられた３．３ＧＨｚ〜５．０ＧＨｚ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２４．２５ＧＨｚ〜２９．５ＧＨｚ、及び４０．５ＧＨｚ〜４３．５ＧＨｚの周波数帯幅は、例えば、上記バンド一覧に規定されるｎ２５８、ｎ２５７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。

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、図１等に示す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。

次に、ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１における姿勢可変機構５６、試験用アンテナ６、リフレクタ７、及び断熱筐体７０の配置態様について説明する。図１に示すように、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、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を順次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軸方向に回転する回転機構を備える２軸ポジショナであり、試験用アンテナ６を固定した状態で、ＤＵＴ１００を２軸の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。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。

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軸のうちのいずれか一方の軸の周りに所定角度回転するようになっている。支柱５６ｃは、ターンテーブル５６ｂに連結され、ターンテーブル５６ｂから一方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力によりターンテーブル５６ｂと共に回転するようになっている。ＤＵＴ載置部５６ｄは、支柱５６ｃの側面から２軸のうちの他方の軸の方向に延びて、駆動部５６ａの回転駆動力により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。

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（図中のｘ軸）である。また、上記の他方の軸は、例えば、支柱５６ｃの側面から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。すなわち、本実施形態の温度試験装置１は、上記のような姿勢可変機構５６により、「ブラックボックス」方法（Black-box approach）での試験が可能である。

ＯＴＡチャンバ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）を確立又は保持するための２種類のリンクアンテナ５，８がそれぞれ保持具５７，５９を用いて取り付けられている。リンクアンテナ５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。一方、リンクアンテナ８は、５Ｇ用のリンクアンテナであり、スタンドアローンモード（Standalone mode）で使用される。リンクアンテナ５，８は、姿勢可変機構５６に保持されるＤＵＴ１００に対して指向性を有するようにそれぞれ保持具５７，５９によって保持されている。なお、上記のリンクアンテナ５，８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。

また、ＯＴＡチャンバ５０において、筐体本体部５２の底面５２ａの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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、その回転放物面から定まる焦点位置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、姿勢可変機構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。すなわち、リフレクタ７は、試験用アンテナ６とアンテナ１１０との間で送受信される無線信号の電波を、回転放物面を介して反射するようになっている。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、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。

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：ダイレクトファーフィールド）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（ＣＡＴＲ）の例を示している。

図５（ａ）に示すように、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。このとき、破線で示すような、散乱、屈折、反射などの外乱による生じる干渉波も発生する。また、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。図５（ａ）に示す電波の伝搬にあって、無線端末１００Ａは、正確な測定を行ううえで、球面波を受信するよりも、平面波を受信することが好ましい。

平面波を受信するためには、無線端末１００Ａが遠方界に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、電波の波長をλとするとき、遠方界は、アンテナＡＴから２Ｄ^２／λ以遠の距離となる。具体的に、Ｄ＝０．４ｍ（メートル）、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方界との境界となり、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。

このように、図５（ａ）に示すダイレクトファーフィールド法にあっては、アンテナＡＴと無線端末１００Ａ間の伝搬距離が大きく、しかも、伝搬ロスが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の位置にその反射波を到達させるように、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。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。

図５（ｂ）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。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。

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。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。

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。

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。

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。

次に、内部空間５１に収容される断熱筐体７０の好ましい形態について説明する。図１及び図９に示すように、断熱筐体７０は、断熱材により構成され、少なくともクワイエットゾーンＱＺを含む空間領域７１を取り囲んで密閉するようになっている。この空間領域７１には、ＤＵＴ１００と、ＤＵＴ載置部５６ｄと、支柱５６ｃの一部とが収容される。図１０に示すように、試験用アンテナ６から送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の領域において、クワイエットゾーンＱＺに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直であるとともに、均一な厚みを有する平板状部分７０ａが形成されている。図１０において、破線は試験信号の電波の波面を表している。この平板状部分７０ａは、試験用アンテナ６から送信されて断熱筐体７０に入射する平面波とみなせる試験信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の全ての面積の範囲に設けられることが望ましい。

断熱筐体７０を構成する断熱材は、空気に近い誘電率を有し、誘電損失が小さい材料であることが望ましく、例えば、発泡スチロール（ＥＰＳ）、ポリメタクリルイミド硬質発泡体、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの発泡体を用いることができる。

さらに、断熱筐体７０が内部空間５１に設置された状態で、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構５６を回転可能にするため、断熱筐体７０は、図１及び図９に示すように構成される。すなわち、断熱筐体７０は、支柱５６ｃの一部が貫通する貫通孔７２を有し、ターンテーブル５６ｂ及び支柱５６ｃと共に回転する円盤状の回転部７３と、回転部７３の外径にほぼ等しい内径を有し、回転部７３を摺動回転自在に収容する孔部７４と、を含む。例えば、断熱材でできた断熱筐体の一部を円盤状に切り抜くことで、回転部７３と、回転部７３の外径にほぼ等しい内径を有する孔部７４とを容易に形成することができる。

本実施形態の温度試験装置１においては、断熱筐体７０の内部の空間領域７１の空気をできるだけ外部に漏らさないようにしながら、ＤＵＴ１００を搭載した姿勢可変機構５６を回すことが重要である。このとき、姿勢可変機構５６と共に回転する回転部７３と孔部７４との摩擦によって、断熱材でできた断熱筐体７０の耐久性が悪くなるという問題が生じる。この問題を解決するため、図１１に示すように、回転部７３の孔部７４に対向する側壁面７３ａと、孔部７４の回転部７３に対向する内壁面７４ａとのそれぞれに、側壁面７３ａと内壁面７４ａとの間の摩擦を低減するための摩擦低減部材７５を設けることが望ましい。

このような摩擦低減部材７５は、摩擦係数が小さく自己潤滑性の高い材料であることが望ましく、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ＰＴＦＥ、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）などからなるフィルム又はシートを用いることができる。

次に、断熱筐体７０により取り囲まれた空間領域７１の空気の温度を制御するための構成について説明する。図１２に示すように、温度試験装置１は、断熱筐体７０の空間領域７１の空気の温度を複数の所定温度に制御可能な温度制御装置３０を備える。また、断熱筐体７０の内部には、空間領域７１の空気の温度を監視するための温度センサ３１が設けられている。温度センサ３１は、温度制御装置３０に接続されている。

断熱筐体７０には管３０ａ，３０ｂが接続されている。管３０ａは、温度制御装置３０により生成された加熱又は冷却された空気を、断熱筐体７０に設けられた開口部７６ａから断熱筐体７０の内部に流入させるようになっている。また、管３０ｂは、管３０ａからの空気の流入に伴って断熱筐体７０の内部から押し出される空気を開口部７６ｂから断熱筐体７０の外部に排出させるようになっている。温度制御装置３０は、例えば、ユーザによる操作部１２（図３参照）の操作により入力された温度設定値に温度センサ３１の温度指示値が一致するように、上記の加熱又は冷却された空気を生成する。このようにして、温度制御装置３０は、例えば−３０℃〜７０℃の範囲の任意の温度に空間領域７１の空気の温度を調整することができる。

ここで図２〜図４を参照し、本実施形態に係る温度試験装置１の機能構成についてさらに詳しく説明する。本実施形態に係る温度試験装置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、温度制御装置３０により空間領域７１の温度が制御された状態で、姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００の姿勢が変化されるごとに、ＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の測定を行うものであり、本発明の測定装置を構成する。

図３に示すように、統合制御装置１０は、制御部１１、操作部１２、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、温度試験装置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、温度制御装置３０、及び姿勢可変機構５６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。

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、及び温度制御部１８を有している。呼接続制御部１４、信号送受信制御部１５、アンテナ自動配置制御部１６、ＤＵＴ姿勢制御部１７、及び温度制御部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。

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。

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、後述する温度制御部１８での温度制御と、呼接続制御部１４での呼接続制御とを経て、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。さらに、信号送受信制御部１５は、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、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。

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、あらかじめ、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。

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。

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、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。

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。

温度制御部１８は、操作部１２におけるユーザ操作を監視し、ユーザにより測定開始操作が行われたことを契機に、温度制御装置３０に温度制御指令を送信する。

また、本実施形態に係る温度試験装置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。

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ＤＵＴ１００に向けて出力する。

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、信号処理部４０ｂ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。

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。解析処理部２１ｈは、ＤＵＴ１００に対する送信特性の測定において、例えば、等価等方放射電力（Equivalent Isotropically Radiated Power：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、被試験アンテナの主ビーム方向の無線信号強度である。また、ＴＲＰは、被試験アンテナから空間に放射される電力の合計値である。

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。

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。

次に、本実施形態に係る温度試験装置１によるＤＵＴ１００の送信特性及び受信特性の測定処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。図１３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１、番号２で示す周波数帯をインバンド２、番号３で示す周波数帯をインバンド３と呼称するものとする。

また、図１３においては、ＤＵＴ１００の送信特性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合制御装置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。

温度試験装置１において、ＤＵＴ１００の送信特性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、温度試験装置１では、最初の処理として、ユーザにより、ＯＴＡチャンバ５０の姿勢可変機構５６のＤＵＴ載置部５６ｄ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。

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、制御部１１が、操作部１２においてＤＵＴ１００の送信特性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）。

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）、制御部１１は上記ステップＳ２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）、制御部１１の中に含まれる温度制御部１８は、温度制御装置３０に対して温度制御指令を送信する。温度制御装置３０は、上記温度制御指令に基づき、空間領域７１の空気の温度を、あらかじめユーザによる操作部１２の操作により入力された複数の温度設定値に対応する複数の所定温度のいずれかに調整する制御を行う（温度制御ステップＳ３）。

温度制御装置３０により空間領域７１の温度が所望の温度設定値に制御された後、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Ｓ４）。なお、この例においては、ｎの最大値は、３である。

次いで、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎ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Ｓ５）。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。

上記回転制御により、ｎ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Ｓ６）。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ｎ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ｎ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。

なお、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はダウンリンク（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はアップリンク（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、リンクアンテナの機能を兼ねている。

ステップＳ６での呼接続の確立後、統合制御装置１０のＤＵＴ姿勢制御部１７は、クワイエットゾーンＱＺ内に配置されたＤＵＴ１００の姿勢を姿勢可変機構５６により所定の姿勢に制御する（姿勢可変ステップＳ７）。

姿勢可変機構５６によりＤＵＴ１００が所定の姿勢に制御された後、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Ｓ８）。

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、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。送信部２１ｅと試験用アンテナ６の間には信号処理部４０ａが設けられ、信号処理部４０ａはアップコンバータ、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４０ａは、試験用アンテナ６に出力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、周波数選択の各処理を施す。なお、信号送受信制御部１５は、ステップＳ８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の送信特性及び受信特性の測定が終了するまでの間、試験信号を適宜のタイミングで送信するよう制御する。

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、ステップＳ７による上記姿勢制御に基づいて順次変化する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。

ステップＳ８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Ｓ９）。

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４０ｂに入力される。信号処理部４０ｂは、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４０ｂ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（ダウンコンバート）、増幅、周波数選択の各処理を施す。

引き続き、ＮＲシステムシミュレータ２０は、信号処理部４０ｂ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（測定ステップＳ１０）。この測定処理に際しては、信号処理部４０ｂにより信号処理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。

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より周波数が低いＩＦ信号に変換させる。次いで、制御部２２は、ＡＤＣ２１ｇによりＩＦ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。

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の送信特性及び受信特性を測定する制御を実施する。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アップリンク信号送信のリクエストフレームを送信させ、該アップリンク信号送信の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アップリンク信号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及びＮＡＣＫ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Ｓ１０でのＤＵＴ１００の送信特性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２２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、ステップＳ３で制御された温度における送信特性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。

引き続き、統合制御装置１０では、例えば、ＤＵＴ姿勢制御部１７が、ｎ番目の測定対象周波数帯について、所望の全ての姿勢に関してＤＵＴ１００の送信特性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Ｓ１１）。ここで、ｎ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Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ７以降の処理を続行する。

これに対し、ｎ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Ｓ１１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（インバンド３）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Ｓ１２）。ここで、ｎ＝３に達していないと判定された場合（ステップＳ１２でＮＯ）、アンテナ自動配置制御部１６は、ｎの値をインクリメントして（ステップＳ１３）、ステップＳ５以降の処理を続行する。

これに対し、ｎ＝３に達したと判定された場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、温度制御部１８は、あらかじめユーザにより設定された全ての温度についてＤＵＴ１００の送信特性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Ｓ１４）。ここで、全ての温度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Ｓ１４でＮＯ）、温度制御部１８は、ステップＳ３以降の処理を続行する。

これに対し、あらかじめユーザにより設定された全ての温度についてＤＵＴ１００の送信特性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Ｓ１４でＹＥＳ）、統合制御装置１０は、上記一連の測定処理を終了する。

なお、上記実施形態では、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の送信特性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を自動配置するアンテナ自動配置手段６０についても、上記実施形態で説明した態様に限らず、手動で配置する手段、複数アンテナを焦点位置Ｆ近傍に固定する手段を含め、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。また、上記実施形態では、ＯＴＡチャンバ５０がＣＡＴＲ方式を採用したチャンバであるとしたが、本発明は、これに限らず、ＯＴＡチャンバ５０は、図５（ａ）に示したダイレクトファーフィールド方式を採用したチャンバであってもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る温度試験装置１においては、試験用アンテナ６から送信された無線信号の電波がクワイエットゾーンＱＺに入射する前に通過する断熱筐体７０の領域において、クワイエットゾーンＱＺに入射する無線信号の電波の進行方向に垂直な平板状部分７０ａが形成されている。これにより、ＤＵＴ１００内のアンテナ１１０の位置によらず、試験用アンテナ６とアンテナ１１０間でやり取りされる電波の進行方向が断熱筐体７０の平板状部分７０ａに対して常に垂直となる。ここで、垂直とは９０±１０度程度を示すものとする。このため、断熱筐体７０の平板状部分７０ａに対する電波の進行方向が斜めになる場合と比較して、断熱筐体７０を電波が透過する距離が最短になるとともに、断熱筐体７０の平板状部分７０ａに入射する平面波のうちＴＥ偏波の成分については、反射係数の絶対値が最小になる。したがって、本実施形態に係る温度試験装置１は、ＯＴＡ試験環境においてＤＵＴ１００の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する際に、断熱筐体７０を通過する電波の断熱筐体７０における吸収や反射による電波のロス、及び、反射波による干渉に起因した電波強度の不確定性を抑えることができるため、断熱筐体７０による測定結果の劣化（Quality of quiet zoneの劣化）を抑えることができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１は、２軸ポジショナとしての姿勢可変機構５６を備えることにより、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が向く姿勢になるようにＤＵＴ１００を順次回転させることができる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１は、回転部７３と孔部７４とが互いに接触する箇所に摩擦低減部材７５を設けたことにより、回転部７３の回転時の孔部７４との摩擦により断熱筐体７０の耐久性が悪化することを抑制できる。

また、本実施形態に係る温度試験装置１は、ＤＵＴ１００のアンテナ１１０と試験用アンテナ６との間の電波伝搬経路に所定の回転放物面を有するリフレクタ７が配置されているため、試験用アンテナと被試験対象が対向して信号を送受するダイレクトファーフィールド法でのＯＴＡ試験に比べてコンパクト化されたＣＡＴＲによるＯＴＡ試験を実行することができる。

１ 温度試験装置
６ 試験用アンテナ
７ リフレクタ
１０ 統合制御装置
１７ ＤＵＴ姿勢制御部
１８ 温度制御部
２０ ＮＲシステムシミュレータ
３０ 温度制御装置
４０ 信号処理部
５０ ＯＴＡチャンバ
５１ 内部空間
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 アンテナ自動配置手段
７０ 断熱筐体
７０ａ 平板状部分
７１ 空間領域
７２ 貫通孔
７３ 回転部
７３ａ 側壁面
７４ 孔部
７４ａ 内壁面
７５ 摩擦低減部材
１００ ＤＵＴ
１１０ アンテナ
Ｆ リフレクタの焦点位置
ＱＺ クワイエットゾーン

Claims (5)

1. 被試験アンテナ（１１０）を有する被試験対象（１００）の送信特性又は受信特性の温度依存性を測定する温度試験装置（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、前記被試験対象の送信特性又は受信特性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又は受信する試験用アンテナ（６）と、
   前記内部空間におけるクワイエットゾーン（ＱＺ）内に配置された前記被試験対象の姿勢を順次変化させる姿勢可変機構（５６）と、
   前記内部空間に収容され、前記クワイエットゾーンを含む空間領域（７１）を取り囲む断熱材からなる断熱筐体（７０）と、
   前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御可能な温度制御装置（３０）と、
   前記温度制御装置により前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変機構により前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定装置（２０）と、を備え、
   前記試験用アンテナから送信された無線信号の電波が前記クワイエットゾーンに入射する前に通過する前記断熱筐体の領域において、前記クワイエットゾーンに入射する前記無線信号の電波の進行方向に垂直な平板状部分（７０ａ）が形成されていることを特徴とする温度試験装置。
2. 前記姿勢可変機構は、
   回転駆動力を発生させる駆動部（５６ａ）と、
   前記駆動部の回転駆動力により、互いに直交する２軸のうちのいずれか一方の軸の周りに所定角度回転するターンテーブル（５６ｂ）と、
   前記ターンテーブルから前記一方の軸の方向に延びて、前記駆動部の回転駆動力により前記ターンテーブルと共に回転する支柱（５６ｃ）と、
   前記支柱の側面から前記２軸のうちの他方の軸の方向に延びて、前記駆動部の回転駆動力により前記他方の軸の周りに所定角度回転する、前記被試験対象を載置するための被試験対象載置部（５６ｄ）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の温度試験装置。
3. 前記断熱筐体は、
   前記支柱の一部が貫通する貫通孔（７２）を有し、前記ターンテーブル及び前記支柱と共に回転する円盤状の回転部（７３）と、
   前記回転部の外径にほぼ等しい内径を有し、前記回転部を回転自在に収容する孔部（７４）と、を含み、
   前記回転部の前記孔部に対向する側壁面（７３ａ）と、前記孔部の前記回転部に対向する内壁面（７４ａ）とのそれぞれに、前記側壁面と前記内壁面との間の摩擦を低減するための摩擦低減部材（７５）が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の温度試験装置。
4. 前記内部空間に収容され、所定の回転放物面を有するリフレクタ（７）を更に備え、
   前記リフレクタは、前記回転放物面から定まる焦点位置（Ｆ）に配置された前記試験用アンテナと前記被試験アンテナとの間で送受信される無線信号の電波を、前記回転放物面を介して反射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温度試験装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の温度試験装置を用いる温度試験方法であって、
   前記空間領域の温度を複数の所定温度に制御する温度制御ステップ（Ｓ３）と、
   前記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順次変化させる姿勢可変ステップ（Ｓ７）と、
   前記温度制御ステップにより前記空間領域の温度が制御された状態で、前記姿勢可変ステップにより前記被試験対象の姿勢が変化されるごとに、前記被試験対象の送信特性又は受信特性の測定を行う測定ステップ（Ｓ１０）と、を含むことを特徴とする温度試験方法。

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