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JP6974411B2 - Antenna device and measurement method - Google Patents

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JP6974411B2
JP6974411B2 JP2019186133A JP2019186133A JP6974411B2 JP 6974411 B2 JP6974411 B2 JP 6974411B2 JP 2019186133 A JP2019186133 A JP 2019186133A JP 2019186133 A JP2019186133 A JP 2019186133A JP 6974411 B2 JP6974411 B2 JP 6974411B2
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Description

本発明は、OTA(Over The Air)環境の電波暗箱を用いて、被試験対象のアンテナから送受信される無線信号に対してスプリアス測定を行うアンテナ装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to an antenna device and a measuring method for performing spurious measurement on a radio signal transmitted and received from an antenna to be tested by using an anechoic box in an OTA (Over The Air) environment.

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。 In recent years, with the development of multimedia, wireless terminals (smartphones, etc.) equipped with antennas for wireless communication such as cellular and wireless LAN have been actively produced. In the future, there is a particular demand for wireless terminals that transmit and receive wireless signals compatible with IEEE802.11ad and 5G cellular, which use wideband signals in the millimeter wave band.

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。 At a wireless terminal design / development company or its manufacturing plant, the output level and reception sensitivity of the transmitted radio waves specified for each communication standard are measured for the wireless communication antenna provided in the wireless terminal, and meet the specified standards. A performance test is performed to determine whether or not it is.

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)。 With the generation shift from 4G or 4G advance to 5G, the test method of the above-mentioned performance test is also changing. For example, in a performance test in which a wireless terminal for a 5G NR system (New Radio System) (hereinafter referred to as a 5G wireless terminal) is a subject to be tested (Device Under Test: DUT), tests such as 4G and 4G advance are the mainstream. As for the method of connecting the antenna terminal of the DUT and the test device by wire, it is necessary to attach the antenna terminal to the high frequency circuit to deteriorate the characteristics, or to attach the antenna terminal to all the elements due to the large number of elements of the array antenna. It cannot be used because it is not realistic in consideration of the aspect. Therefore, the DUT is housed together with the test antenna in an anechoic box that is not affected by the surrounding radio wave environment, and the test signal is transmitted from the test antenna to the DUT and the test signal from the DUT that receives the test signal is tested. A so-called OTA test is performed in which reception by an antenna is performed by wireless communication (see, for example, Patent Document 1).

さらに5G無線端末については、5G NR規格の改訂により、上述した性能試験に加えてスプリアス測定が義務付けられることとなった。スプリアス測定とは、5G無線端末の目標発振周波数での通信中にそれ以外の帯域でどの程度の不要な電波、つまり、スプリアス(spurious)波を放射しているかを測定する技術である。 Furthermore, for 5G wireless terminals, the revision of the 5G NR standard has made it mandatory to measure spurious in addition to the performance tests described above. Spurious measurement is a technique for measuring how much unnecessary radio waves, that is, spurious waves, are radiated in other bands during communication at a target oscillation frequency of a 5G radio terminal.

5G無線端末の性能試験においては、上述したOTA試験環境、及びスプリアス測定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なり、DUTと、試験用アンテナと、スプリアス測定用の複数の受信アンテナとを、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電波伝搬経路中に回転放物面を有する反射器(リフレクタ)が配置されているため、リフレクタを用いないものに比べて電波伝搬経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されていることが特徴となっている。 In the performance test of a 5G wireless terminal, a compact antenna test range (hereinafter referred to as CATR) is known as a test equipment for realizing the above-mentioned OTA test environment and spurious measurement environment. The CATR consists of an anechoic box called an OTA chamber, which houses a DUT, a test antenna, and multiple receiving antennas for spurious measurement so as to prevent the intrusion of radio waves from the outside and the radiation of radio waves to the outside. ing. Further, in the CATR, a reflector having a rotating parabolic surface is arranged in the radio wave propagation path between the DUT antenna and the test antenna, so that the radio wave propagation path is compared with the one without the reflector. The feature is that it can be shortened and is literally more compact than the OTA test in a general parabolic environment.

CATRを用いる測定装置は、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。また、この測定装置は、上記被測定信号の電波とともにDUTが放射する帯域外領域及びスプリアス領域の電波を複数の受信アンテナで受信して、各受信アンテナに対応する周波数帯域ごとに解析するようになっている。なお、以下においては、帯域外領域及びスプリアス領域をまとめて「スプリアス周波数帯域」とも称する。 In the OTA chamber, the measuring device using the CATR transmits a test signal from the test antenna and causes the DUT to receive the test signal, and the DUT receiving the test signal receives the measured signal transmitted by the test antenna to perform the above performance. Conduct the test. Further, this measuring device receives the radio waves of the out-of-band region and the spurious region radiated by the DUT together with the radio waves of the signal to be measured by a plurality of receiving antennas, and analyzes each frequency band corresponding to each receiving antenna. It has become. In the following, the out-of-band region and the spurious region are collectively referred to as a “spurious frequency band”.

特願2018−193796Japanese Patent Application No. 2018-193996

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

一般的なCATRでは、周囲の電波環境に影響されない内部空間内(電波暗箱)において、上述したリフレクタの焦点位置にスプリアス測定用の1つの受信アンテナが配置され、DUTのアンテナから被測定信号とともに放射されるスプリアス周波数帯域の無線信号の測定を可能としている。5G NR規格で規定された広範な周波数帯のスプリアス測定を行うためには、スプリアス周波数帯域を複数の区分周波数帯域に区分し、各区分周波数帯域に対応する複数の受信アンテナが必要となる。また、全ての区分周波数帯域のスプリアス測定にあたっては、各受信アンテナを、逐一、リフレクタの焦点位置に設置する作業や機構が必要となる。 In a general CATR, one receiving antenna for spurious measurement is arranged at the focal position of the above-mentioned reflector in an internal space (radio wave anechoic box) that is not affected by the surrounding radio wave environment, and is emitted from the DUT antenna together with the measured signal. It is possible to measure radio signals in the spurious frequency band. In order to perform spurious measurement in a wide frequency band specified by the 5G NR standard, the spurious frequency band is divided into a plurality of divided frequency bands, and a plurality of receiving antennas corresponding to each divided frequency band are required. Further, in spurious measurement of all divided frequency bands, it is necessary to install each receiving antenna at the focal position of the reflector one by one.

このため、特許文献1に開示されたような従来のCATRを使用した測定装置にあっては、スプリアス測定を行うためには、複数の受信アンテナの切り替えのための煩雑な作業又は機構が必要になるとともに、測定処理も煩雑にならざるを得なかった。さらに、従来の測定装置にあっては、測定ユニットと複数の受信アンテナとを接続する各種のケーブルが、複数の受信アンテナの切り替えに伴って動くことにより、磨耗して劣化してしまうという問題があった。 Therefore, in a measuring device using a conventional CATR as disclosed in Patent Document 1, complicated work or mechanism for switching a plurality of receiving antennas is required in order to perform spurious measurement. At the same time, the measurement process had to be complicated. Further, in the conventional measuring device, there is a problem that various cables connecting the measuring unit and a plurality of receiving antennas move with the switching of a plurality of receiving antennas, resulting in wear and deterioration. there were.

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、CATRでスプリアス測定を行う際に、スプリアス測定用の複数の受信アンテナをリフレクタの焦点位置に順次配置させる必要を無くして、装置の耐久性を高めるとともに、ミリ波帯の無線信号を送受信するDUTに対して広範な周波数帯域にわたる効率的なスプリアス測定を実現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。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and when performing spurious measurement by CATR, it is necessary to sequentially arrange a plurality of receiving antennas for spurious measurement at the focal position of the reflector. The purpose is to provide an antenna device and a measurement method capable of achieving efficient spurious measurement over a wide frequency band for a DUT that transmits and receives radio signals in the millimeter wave band while increasing the durability of the device. do.

上記課題を解決するために、本発明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を有する電波暗箱と、前記内部空間に収容され、あらかじめ設定された複数の区分周波数帯域の無線信号を各々受信する複数の受信アンテナと、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と、を備えるアンテナ装置であって、前記リフレクタは、前記回転放物面を介して、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被試験対象が有する被試験アンテナにより送信又は受信される規定の周波数帯域の無線信号の電波を反射し、各前記区分周波数帯域は、前記規定の周波数帯域の下限の周波数よりも低い周波数から、前記規定の周波数帯域の上限の周波数よりも高い周波数までの周波数帯域が区分されてなり、前記複数の受信アンテナが、前記回転放物面から定まる焦点位置外に配置されている構成である。 In order to solve the above problems, the antenna device according to the present invention has an anechoic box having an internal space that is not affected by the surrounding radio wave environment, and radio signals in a plurality of preset divided frequency bands housed in the internal space. An antenna device comprising a plurality of receiving antennas, each of which receives a plurality of receiving antennas, and a reflector accommodated in the internal space and having a predetermined rotating parabolic surface, wherein the reflector is interposed via the rotating parabolic surface. The radio wave of the radio signal of the specified frequency band transmitted or received by the antenna under test possessed by the object under test arranged in the quiet zone in the internal space is reflected, and each of the above-mentioned divided frequency bands is of the above-mentioned specified frequency band. The frequency band from the frequency lower than the lower limit frequency to the frequency higher than the upper limit frequency of the specified frequency band is divided, and the plurality of receiving antennas are outside the focal position determined from the rotating parabolic surface. It is an arranged configuration.

この構成により、複数の受信アンテナがリフレクタの回転放物面から定まる焦点位置外に配置されているため、本発明に係るアンテナ装置は、スプリアス測定用の複数の受信アンテナをリフレクタの焦点位置に順次配置させる必要が無くなり、装置の耐久性を高めることができる。さらに、本発明に係るアンテナ装置は、ミリ波帯の無線信号を送受信するDUTに対して各区分周波数帯域のスプリアス測定を間断なく行うことができるため、広範な周波数帯域にわたって効率的なスプリアス測定を行うことができる。 With this configuration, since a plurality of receiving antennas are arranged outside the focal position determined by the rotating paraboloid of the reflector, the antenna device according to the present invention sequentially places the plurality of receiving antennas for spurious measurement at the focal position of the reflector. It is not necessary to arrange them, and the durability of the device can be improved. Further, since the antenna device according to the present invention can continuously perform spurious measurement in each divided frequency band for a DUT that transmits and receives a radio signal in the millimeter wave band, efficient spurious measurement can be performed over a wide frequency band. It can be carried out.

また、本発明に係るアンテナ装置は、前記内部空間において前記焦点位置に配置され、前記規定の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する試験用アンテナと、前記試験用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試験用アンテナで受信し、受信した前記被測定信号に基づき前記規定の周波数帯域の無線信号に対する測定を行う送受信特性測定装置と、前記試験信号が入力された前記被試験対象から前記被測定信号とともに出力される前記複数の区分周波数帯域の無線信号を、各前記区分周波数帯域に対応するそれぞれの前記受信アンテナを介して受信し、受信した各前記区分周波数帯域の無線信号の周波数分布及び電力を解析する信号解析装置と、を更に備える構成であってもよい。 Further, the antenna device according to the present invention is arranged at the focal position in the internal space, and is the subject to be tested via the test antenna for transmitting or receiving a radio signal in the specified frequency band and the test antenna. In addition to outputting the test signal to, the test signal output from the test object to which the test signal is input is received by the test antenna, and the radio in the specified frequency band is received based on the received signal. A transmission / reception characteristic measuring device that measures a signal and a radio signal of the plurality of divided frequency bands output together with the measured signal from the subject to be tested to which the test signal is input correspond to each of the divided frequency bands. The configuration may further include a signal analysis device that receives signals via the respective reception antennas and analyzes the frequency distribution and power of the received radio signals in the divided frequency bands.

この構成により、本発明に係るアンテナ装置は、規定の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する被試験アンテナを有するDUTについて、該規定の周波数帯域とは異なる複数の区分周波数帯域のスプリアス信号を容易に測定することができる。 With this configuration, the antenna device according to the present invention facilitates spurious signals in a plurality of divided frequency bands different from the specified frequency band for a DUT having an antenna under test for transmitting or receiving a radio signal in the specified frequency band. Can be measured.

また、本発明に係るアンテナ装置は、前記複数の受信アンテナの開口面の中心が、前記焦点位置から前記クワイエットゾーンのサイズに応じた距離以内に配置されるように、前記複数の受信アンテナを保持するアンテナ保持部を更に備える構成であってもよい。 Further, the antenna device according to the present invention holds the plurality of receiving antennas so that the center of the opening surface of the plurality of receiving antennas is arranged within a distance corresponding to the size of the quiet zone from the focal position. It may be configured to further include an antenna holding portion.

この構成により、本発明に係るアンテナ装置においては、例えば、クワイエットゾーンの直径Φを33cmとする場合には、各受信アンテナから無線信号の電波を放射した場合のクワイエットゾーンにおける振幅偏差が0.6dB未満となる、焦点位置からの距離以内(例えば、60mm以内)に、受信アンテナの開口面の中心が配置される。これにより、本発明に係るアンテナ装置は、複数の受信アンテナを焦点位置に配置したときとほぼ同等の品質のスプリアス測定結果を得ることができる。 With this configuration, in the antenna device according to the present invention, for example, when the diameter Φ of the quiet zone is 33 cm, the amplitude deviation in the quiet zone when the radio wave of the radio signal is emitted from each receiving antenna is 0.6 dB. Within a distance (eg, within 60 mm) from the focal position that is less than, the center of the open surface of the receiving antenna is located. As a result, the antenna device according to the present invention can obtain spurious measurement results of substantially the same quality as when a plurality of receiving antennas are arranged at focal positions.

また、本発明に係るアンテナ装置においては、前記アンテナ保持部は、前記試験用アンテナの開口面と、前記複数の受信アンテナの開口面とが、前記被試験アンテナから送信されて前記リフレクタにより反射された無線信号の電波の進行方向に対して垂直となる同一の平面に配置されるように、前記試験用アンテナ及び前記複数の受信アンテナを保持する構成であってもよい。 Further, in the antenna device according to the present invention, in the antenna holding portion, the opening surface of the test antenna and the opening surface of the plurality of receiving antennas are transmitted from the antenna under test and reflected by the reflector. The test antenna and the plurality of receiving antennas may be held so as to be arranged on the same plane perpendicular to the traveling direction of the radio wave of the radio signal.

この構成により、本発明に係るアンテナ装置は、良好な品質のスプリアス測定結果を得ることができる焦点位置外の位置に複数の受信アンテナを容易に配置できる。 With this configuration, the antenna device according to the present invention can easily arrange a plurality of receiving antennas at positions outside the focal position where good quality spurious measurement results can be obtained.

また、本発明に係る測定方法は、上記のいずれか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載置部に保持させる保持ステップと、前記試験用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試験信号出力ステップと、前記試験信号が入力された前記被試験対象から前記被測定信号とともに出力される前記複数の区分周波数帯域の無線信号を、各前記区分周波数帯域に対応するそれぞれの前記受信アンテナを介して受信するスプリアス信号受信ステップと、前記スプリアス信号受信ステップで受信した各前記区分周波数帯域の無線信号の周波数分布及び電力を解析する解析ステップと、を含む構成である。 Further, the measuring method according to the present invention is a measuring method using any of the above-mentioned antenna devices, and includes a holding step of holding the test target in the test target mounting portion in the anechoic box, and the above-mentioned. A test signal output step that outputs a test signal to the subject to be tested via a test antenna, and radio waves in the plurality of divided frequency bands that are output together with the signal to be measured from the subject to be tested to which the test signal is input. The frequency distribution and power of the spurious signal receiving step of receiving the signal via the respective receiving antenna corresponding to each of the divided frequency bands and the radio signal of each of the divided frequency bands received in the spurious signal receiving step are analyzed. It is a configuration including an analysis step to be performed.

この構成により、本発明に係る測定方法は、ミリ波帯の無線信号を送受信するDUTに対して各区分周波数帯域のスプリアス測定を間断なく行うことができるため、広範な周波数帯域にわたって効率的なスプリアス測定を行うことができる。 With this configuration, the measurement method according to the present invention can continuously measure spurious in each divided frequency band for a DUT that transmits and receives a radio signal in the millimeter wave band, and thus efficient spurious over a wide frequency band. Measurements can be made.

本発明は、CATRでスプリアス測定を行う際に、スプリアス測定用の複数の受信アンテナをリフレクタの焦点位置に順次配置させる必要を無くして、装置の耐久性を高めるとともに、ミリ波帯の無線信号を送受信するDUTに対して広範な周波数帯域にわたる効率的なスプリアス測定を実現可能なアンテナ装置及び測定方法を提供するものである。 The present invention eliminates the need to sequentially arrange a plurality of receiving antennas for spurious measurement at the focal position of the reflector when performing spurious measurement with CATR, thereby improving the durability of the device and transmitting a radio signal in the millimeter wave band. It provides an antenna device and a measurement method capable of realizing efficient spurious measurement over a wide frequency band for transmission / reception DUT.

本発明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。It is a figure which shows the schematic structure of the whole measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明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。It is a block diagram which shows the functional structure of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明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。It is a block diagram which shows the functional structure of the integrated control apparatus of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. (a)は本発明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り、(b)は本発明の実施形態に係る測定装置における信号解析装置の機能構成を示すブロック図である。(A) is a block diagram showing the functional configuration of the NR system simulator in the measuring device according to the embodiment of the present invention, and (b) is a block showing the functional configuration of the signal analysis device in the measuring device according to the embodiment of the present invention. It is a figure. 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り、(a)はダイレクトファーフィールドの例を示し、(b)はCATRの例を示している。It is a schematic diagram for demonstrating the near field and the distant field in the radio wave propagation between an antenna AT and a radio terminal, (a) shows an example of a direct fur field, and (b) shows an example of a CATR. 本発明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。It is a schematic diagram which shows the signal path structure of the parabola which has the same rotating paraboloid as the reflector adopted in the OTA chamber of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明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。It is a schematic diagram which shows the signal path structure of the offset parabola which has the same rotating paraboloid as the reflector adopted in the OTA chamber of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測定装置のOTAチャンバに採用されるスプリアス測定用の複数の受信アンテナの使用周波数分類を示す表図である。It is a figure which shows the use frequency classification of a plurality of receiving antennas for spurious measurement adopted in the OTA chamber of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測定装置のアンテナ保持部における試験用アンテナ及び複数の受信アンテナの配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement of the test antenna and a plurality of receiving antennas in the antenna holding part of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測定装置における受信アンテナ(6GHz〜20GHz用)の振幅特性の測定結果を示す図であり、(a)は受信アンテナが焦点位置に配置された場合の測定結果を示し、(b)は受信アンテナが焦点位置外に配置された場合の測定結果を示している。It is a figure which shows the measurement result of the amplitude characteristic of the receiving antenna (for 6GHz to 20GHz) in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention, (a) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged in the focal position, and shows the measurement result. (B) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged outside the focal position. 本発明の実施形態に係る測定装置における受信アンテナ(20GHz〜40GHz用)の振幅特性の測定結果を示す図であり、(a)は受信アンテナが焦点位置に配置された場合の測定結果を示し、(b)は受信アンテナが焦点位置外に配置された場合の測定結果を示している。It is a figure which shows the measurement result of the amplitude characteristic of the receiving antenna (for 20GHz to 40GHz) in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention, (a) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged in the focal position, and shows the measurement result. (B) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged outside the focal position. 本発明の実施形態に係る測定装置における受信アンテナ(40GHz〜60GHz用)の振幅特性の測定結果を示す図であり、(a)は受信アンテナが焦点位置に配置された場合の測定結果を示し、(b)は受信アンテナが焦点位置外に配置された場合の測定結果を示している。It is a figure which shows the measurement result of the amplitude characteristic of the receiving antenna (for 40GHz to 60GHz) in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention, (a) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged in the focal position, and shows the measurement result. (B) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged outside the focal position. 本発明の実施形態に係る測定装置における受信アンテナ(60GHz〜87GHz用)の振幅特性の測定結果を示す図であり、(a)は受信アンテナが焦点位置に配置された場合の測定結果を示し、(b)は受信アンテナが焦点位置外に配置された場合の測定結果を示している。It is a figure which shows the measurement result of the amplitude characteristic of the receiving antenna (for 60GHz-87GHz) in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention, and (a) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged in the focal position, and shows the measurement result. (B) shows the measurement result when the receiving antenna is arranged outside the focal position. 本発明の実施形態に係る測定装置におけるDUTのスプリアス測定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the spurious measurement process of DUT in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明に係るアンテナ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。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。 Hereinafter, embodiments of the antenna device and the measuring method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensional ratio of each component on each drawing does not always match the actual dimensional ratio.

本実施形態に係る測定装置1は、本発明のアンテナ装置に相当している。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。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。 The measuring device 1 according to the present embodiment corresponds to the antenna device of the present invention. The measuring device 1 has an external structure as shown in FIG. 1 as a whole, and is configured by a functional block as shown in FIG. However, FIG. 1 shows an arrangement mode of each component of the OTA chamber 50 in a state of being seen through from the side surface.

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、信号解析装置30、信号処理部40a,40b、スプリアス信号処理部41、及びOTAチャンバ50を有している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the measuring device 1 according to the present embodiment includes an integrated control device 10, an NR system simulator 20, a signal analysis device 30, signal processing units 40a and 40b, a spurious signal processing unit 41, and an OTA. It has a chamber 50.

統合制御装置10は、NRシステムシミュレータ20や信号解析装置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。測定装置1は、OTAチャンバ50に対する制御手段として、例えばDUT姿勢制御部17を有している。 The integrated control device 10 is communicably connected to the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30 via a network 19 such as Ethernet (registered trademark). Further, the integrated control device 10 is also connected to a control means for controlling the components arranged in the OTA chamber 50 via the network 19. The measuring device 1 has, for example, a DUT attitude control unit 17 as a control means for the OTA chamber 50.

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、信号解析装置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、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。 The integrated control device 10 comprehensively controls the control means for the NR system simulator 20, the signal analysis device 30, and the OTA chamber 50 via the network 19, and is configured by, for example, a personal computer (PC). NS. The DUT attitude control unit 17 may be provided in the integrated control device 10 as shown in FIG. 3, for example. Hereinafter, the integrated control device 10 will be described as having the configuration shown in FIG.

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、信号解析装置30、OTAチャンバ50を載置した例を挙げている。 The measuring device 1 is operated, for example, by using a rack structure 90 having a plurality of racks 90a as shown in FIG. 1 and mounting each component on each rack 90a. In FIG. 1, an example in which an integrated control device 10, an NR system simulator 20, a signal analysis device 30, and an OTA chamber 50 are mounted on each rack 90a of the rack structure 90 is given.

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試験環境及びスプリアス測定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。 Here, for convenience, the configuration of the OTA chamber 50 will be described first. The OTA chamber 50 realizes an OTA test environment and a spurious measurement environment for a performance test of a wireless terminal for 5G, and is used as an example of the above-mentioned CATR.

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により構成される。OTAチャンバ50は、この内部空間51に、DUT100と、DUT100のアンテナ110(被試験アンテナ)に対向する試験用アンテナ5及びスプリアス測定用の複数の受信アンテナ6とを、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5及び複数の受信アンテナ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。試験用アンテナ5は、DUT100の送信特性又は受信特性の測定やスプリアス測定を行う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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the OTA chamber 50 is composed of, for example, a metal housing body 52 having a rectangular parallelepiped-shaped internal space 51. The OTA chamber 50 has a DUT 100, a test antenna 5 facing the antenna 110 (antenna to be tested) of the DUT 100, and a plurality of receiving antennas 6 for spurious measurement in the internal space 51. It is housed in a state that prevents the radiation of radio waves to the outside. As the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6, a directional antenna for millimeter waves such as a horn antenna can be used. The test antenna 5 transmits or receives a radio signal for measuring the transmission characteristic or the reception characteristic of the DUT 100 and the spurious measurement with the antenna 110.

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の電波を試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6の開口面へと折り返す電波経路を実現するリフレクタ7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。 The internal space 51 of the OTA chamber 50 further accommodates a reflector 7 that realizes a radio wave path that returns the radio wave of the radio signal radiated from the antenna 110 of the DUT 100 to the opening surfaces of the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6. Has been done. Further, the radio wave absorber 55 is attached to the entire inner surface of the OTA chamber 50, that is, the entire surface of the bottom surface 52a, the side surface 52b, and the top surface 52c of the housing body 52, and the function of restricting the radiation of radio waves to the outside is strengthened. There is. As described above, the OTA chamber 50 realizes an anechoic box having an internal space 51 that is not affected by the surrounding radio wave environment. The anechoic chamber used in this embodiment is, for example, an Anechoic type.

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。 The DUT 100 to be tested is a wireless terminal such as a smartphone. Communication standards for DUT100 include cellular (LTE, LTE-A, W-CDMA (registered trademark), GSM (registered trademark), CDMA2000, 1xEV-DO, TD-SCDMA, etc.), wireless LAN (IEEE802.11b / g / g / (A / n / ac / ad, etc.), Bluetooth (registered trademark), GNSS (GPS, Galileo, CDMASS, BeiDou, etc.), FM, and digital broadcasting (DVB-H, ISDB-T, etc.). Further, the DUT 100 may be a wireless terminal that transmits / receives a radio signal in a millimeter wave band corresponding to 5G cellular or the like.

本実施形態において、例えば、DUT100は5G NRの無線端末であり、DUT100のアンテナ110は、5G NR規格に準拠した規定の周波数帯域(ミリ波帯)内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。OTAチャンバ50内に配置される試験用アンテナ5は、DUT100のアンテナ110と同一の規定の周波数帯域の無線信号を送信又は受信するものである。これに対し、複数の受信アンテナ6は、上述した規定の周波数帯域とは異なるあらかじめ設定された複数の区分周波数帯域の無線信号を各々受信するものである。ここで、各区分周波数帯域は、規定の周波数帯域の下限の周波数よりも低い周波数から、規定の周波数帯域の上限の周波数よりも高い周波数までの周波数帯域(スプリアス周波数帯域)が区分されたものである。なお、以下においては、各区分周波数帯域の無線信号を「スプリアス信号」とも称する。 In the present embodiment, for example, the DUT 100 is a 5G NR radio terminal, and the antenna 110 of the DUT 100 transmits or receives a radio signal within a specified frequency band (millimeter wave band) conforming to the 5G NR standard. .. The antenna 110 is an array antenna such as a Massive-MIMO antenna, and corresponds to the antenna under test in the present invention. The test antenna 5 arranged in the OTA chamber 50 transmits or receives a radio signal in the same specified frequency band as the antenna 110 of the DUT 100. On the other hand, the plurality of receiving antennas 6 receive radio signals of a plurality of preset divided frequency bands different from the above-mentioned defined frequency bands. Here, each divided frequency band is a frequency band (spurious frequency band) divided from a frequency lower than the lower limit frequency of the specified frequency band to a frequency higher than the upper limit frequency of the specified frequency band. be. In the following, the radio signal of each division frequency band is also referred to as a “spurious signal”.

図8は、本実施形態におけるOTAチャンバ50内に配置される複数の受信アンテナ6の使用可能な周波数帯域分類を示す表図である。図8においては、複数の受信アンテナ6が使用する6GHz〜87GHzの全周波数帯域が、例えば、番号1,2,3,4,・・・に対応して、6GHz〜20GHz、20GHz〜40GHz、40GHz〜60GHz、60GHz〜87GHz、・・・という複数の帯域(区分周波数帯域)に区分されている。 FIG. 8 is a table showing the usable frequency band classification of the plurality of receiving antennas 6 arranged in the OTA chamber 50 in the present embodiment. In FIG. 8, the entire frequency band of 6 GHz to 87 GHz used by the plurality of receiving antennas 6 corresponds to, for example, numbers 1, 2, 3, 4, ..., 6 GHz to 20 GHz, 20 GHz to 40 GHz, 40 GHz. It is divided into a plurality of bands (divided frequency bands) such as ~ 60 GHz, 60 GHz to 87 GHz, and so on.

本実施形態において、OTAチャンバ50は、例えば、図8における周波数帯域分類中、番号1,2,3,4にそれぞれ対応する区分周波数帯域を使用する4つの受信アンテナ6を内部空間51内に配置するものである。また、OTAチャンバ50は、試験用アンテナ5として、24.65GHz〜45.1GHzの周波数帯域を既定の周波数帯域として使用するアンテナを採用する構成であってもよい。 In the present embodiment, for example, in the frequency band classification in FIG. 8, the OTA chamber 50 arranges four receiving antennas 6 using the divided frequency bands corresponding to the numbers 1, 2, 3, and 4 in the internal space 51. It is something to do. Further, the OTA chamber 50 may be configured to adopt an antenna that uses a frequency band of 24.65 GHz to 45.1 GHz as a default frequency band as the test antenna 5.

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5、受信アンテナ6、及びリフレクタ7の配置態様について説明する。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には、クワイエットゾーン(quiet zone)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。ここで、クワイエットゾーンQZとは、DUT100が試験用アンテナ5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している(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QZにDUT100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。 Next, an arrangement mode of the posture variable mechanism 56, the test antenna 5, the receiving antenna 6, and the reflector 7 in the internal space 51 of the OTA chamber 50 will be described. As shown in FIG. 1, in the OTA chamber 50, the housing body 52 in the internal space 51 is provided with a posture variable mechanism 56 that sequentially changes the posture of the DUT 100 arranged in the quiet zone QZ. ing. Here, the quiet zone QZ represents a range of a spatial region in which the DUT 100 is irradiated from the test antenna 5 with a substantially uniform amplitude and phase (see, for example, Non-Patent Document 1). The shape of the quiet zone is usually spherical. By arranging the DUT 100 in such a quiet zone QZ, it becomes possible to perform the OTA test in a state where the influence of scattered waves from the surroundings is suppressed.

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、後述するアンテナ保持部61により試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6の位置が固定された状態で、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,56bと、ターンテーブル56cと、支柱56dと、被試験対象載置部としてのDUT載置部56eと、を有する。 The attitude variable mechanism 56 is, for example, a two-axis positioner provided with a rotation mechanism that rotates in two axes, and the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 are fixed in positions by an antenna holding portion 61 described later. An OTA test system (Combined-axes system) that rotates the DUT 100 with two degrees of freedom is configured. Specifically, the posture variable mechanism 56 includes drive portions 56a and 56b, a turntable 56c, a support column 56d, and a DUT mounting portion 56e as a mounting portion to be tested.

駆動部56a,56b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る。ターンテーブル56c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56dは、ターンテーブル56cに連結され、ターンテーブル56c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56cと共に回転するようになっている。DUT載置部56eは、支柱56d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56b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56eに載置される。 The drive units 56a and 56b are composed of a drive motor such as a stepping motor that generates a rotary drive force. The turntable 56c is adapted to rotate by a predetermined angle around one of the two axes orthogonal to each other by the rotational driving force of the driving unit 56a. The support column 56d is connected to the turntable 56c, extends from the turntable 56c in the direction of one axis, and rotates together with the turntable 56c by the rotational driving force of the drive unit 56a. The DUT mounting portion 56e extends from the side surface of the support column 56d in the direction of the other axis of the two axes, and is rotated by a predetermined angle around the other axis by the rotational driving force of the drive unit 56b. The DUT 100 is mounted on the DUT mounting unit 56e.

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56d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56e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、本実施形態の測定装置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。 The above-mentioned one axis is, for example, an axis extending in the vertical direction with respect to the bottom surface 52a (x-axis in the figure). Further, the other axis described above is, for example, an axis extending in the horizontal direction from the side surface of the support column 56d. The attitude variable mechanism 56 configured in this way sequentially positions the DUT 100 held in the DUT mounting portion 56e so that the antenna 110 faces in all directions in three dimensions, for example, with the center of the DUT 100 as the center of rotation. It is possible to rotate it so that it can be changed. That is, the measuring device 1 of the present embodiment can be tested by the "black-box approach" by the posture variable mechanism 56 as described above.

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8,9a,9bがそれぞれ設けられている。リンクアンテナ8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9a,9b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8,9a,9b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設置されている。 In the OTA chamber 50, two types of link antennas 8, 9a and 9b for establishing or holding a link (call) with the DUT 100 are provided at a required position of the housing body 52, respectively. The link antenna 8 is a link antenna for LTE and is used in a non-standalone mode. On the other hand, the link antennas 9a and 9b are link antennas for 5G and are used in a stand-alone mode. The link antennas 8, 9a, and 9b are installed so as to have directivity with respect to the DUT 100 held by the posture variable mechanism 56.

なお、スプリアス測定は、全放射電力(Total Radiated Power:TRP)を測定することにより行われる。このため、スプリアス測定中には、姿勢可変機構56による回転とは無関係にDUT100のアンテナ110がその筐体からみて一定方向にビームを出射している状態を保持する必要がある。まず、スプリアス測定を開始する前には、試験用アンテナ5によりDUT100とNRシステムシミュレータ20との間で呼接続の確立が行われる。その後は、DUT100の回転によって呼接続が切断されないようにするために、DUT100の近傍に設けられたリンクアンテナ9a,9bにより、DUT100とNRシステムシミュレータ20との間の呼接続が維持される。なお、2つのリンクアンテナ9a,9bは、DUT100の中心に対して点対称となる位置に配置されることが望ましい。 The spurious measurement is performed by measuring the total radiated power (TRP). Therefore, during the spurious measurement, it is necessary to maintain the state in which the antenna 110 of the DUT 100 emits a beam in a fixed direction when viewed from the housing, regardless of the rotation by the attitude variable mechanism 56. First, before starting the spurious measurement, the test antenna 5 establishes a call connection between the DUT 100 and the NR system simulator 20. After that, in order to prevent the call connection from being disconnected due to the rotation of the DUT 100, the call connection between the DUT 100 and the NR system simulator 20 is maintained by the link antennas 9a and 9b provided in the vicinity of the DUT 100. It is desirable that the two link antennas 9a and 9b are arranged at positions that are point-symmetrical with respect to the center of the DUT100.

また、OTAチャンバ50において、筐体本体部52の下方位置にはアンテナ保持部61が設けられ、該アンテナ保持部61は、試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6を互いに離間した状態で保持している。 Further, in the OTA chamber 50, an antenna holding portion 61 is provided at a position below the housing main body portion 52, and the antenna holding portion 61 holds the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 in a state of being separated from each other. ing.

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5から放射された試験信号の電波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の電波を回転放物面で受け、該試験信号の電波を放射した試験用アンテナ5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5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。 In the OTA chamber 50, the reflector 7 has an offset parabolic (see FIG. 7) type structure described later. As shown in FIG. 1, the reflector 7 is attached to a required position on the side surface 52b of the OTA chamber 50 by using the reflector holder 58. The reflector 7 receives a radio wave of a test signal radiated from one test antenna 5 arranged at a focal position F determined from the rotating paraboloid on the rotating paraboloid, and is held by the attitude variable mechanism 56. While reflecting toward the DUT 100, the DUT 100 that has received the test signal receives the radio wave of the measured signal radiated from the antenna 110 on the rotating paraboloid and reflects it toward the test antenna 5 that radiates the radio wave of the test signal. It is arranged in a position and posture that can be made to move. That is, the reflector 7 is adapted to reflect the radio wave of the radio signal transmitted and received between the test antenna 5 and the antenna 110 through the rotating paraboloid.

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5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。 Here, the merits of mounting the reflector 7 on the OTA chamber 50 and a preferable form of the reflector 7 will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG. 5 is a schematic diagram showing, for example, how radio waves radiated from an antenna AT equivalent to the test antenna 5 are transmitted to the radio terminal 100A. The wireless terminal 100A is equivalent to the DUT100. In FIG. 5, (a) shows an example of the case where the radio wave is directly transmitted from the antenna AT to the wireless terminal 100A (Direct Far Field), and (b) shows the rotating paraboloid surface from the antenna AT. An example of the case where the radio wave is transmitted to the radio terminal 100A via the reflecting mirror 7A (CATR) is shown.

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。 As shown in FIG. 5A, a radio wave having an antenna AT as a radiation source has a property that a surface (wavefront) connecting points having the same phase spreads in a spherical shape around the radiation source and propagates. At this time, interference waves generated by disturbances such as scattering, refraction, and reflection as shown by the broken line are also generated. In addition, the wavefront is a curved spherical surface (spherical wave) at a distance close to the radiation source, but the wavefront becomes close to a plane (plane wave) at a distance from the radiation source. Generally, the region where the wavefront needs to be considered as a spherical surface is called the near field (NEAR FIELD), and the region where the wavefront can be regarded as a plane is called the far field (FAR FIELD). In the propagation of the radio wave shown in FIG. 5A, it is preferable that the wireless terminal 100A receives a plane wave rather than a spherical wave in order to perform an accurate measurement.

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/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。 In order to receive a plane wave, the wireless terminal 100A needs to be installed in a distant field. Here, when the maximum linear size of the wireless terminal 100A is D and the wavelength of the radio wave is λ, the far field is a distance of 2D 2 / λ or more from the antenna AT. Specifically, when D = 0.4 m (meter) and wavelength λ = 0.01 m (corresponding to a radio signal in the 28 GHz band), the position approximately 30 m from the antenna AT is the boundary between the near field and the far field. Therefore, it becomes necessary to place the wireless terminal 100A at a position farther than that. In this embodiment, it is assumed that the maximum linear size D is, for example, a measurement of DUT100 of about 5 cm (centimeter) to 33 cm.

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。 As described above, the direct far field method shown in FIG. 5A has a characteristic that the propagation distance between the antenna AT and the wireless terminal 100A is large and the propagation loss is large. Therefore, as a countermeasure, for example, as shown in FIG. 5B, reflection having a rotating paraboloid so as to reflect the radio wave of the antenna AT so that the reflected wave reaches the position of the wireless terminal 100A. There is a method of arranging the mirror 7A. According to this method, not only the distance between the antenna AT and the wireless terminal 100A can be shortened, but also the plane wave region is expanded from the distance immediately after the reflection on the mirror surface of the reflecting mirror 7A, so that the effect of reducing the propagation loss is expected. be able to. The degree of a plane wave can be expressed by the phase difference of waves of the same phase. The acceptable phase difference as the degree of plane wave is, for example, λ / 16. The phase difference can be evaluated, for example, with a vector network analyzer (VNA).

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おける試験用アンテナ5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5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。 Examples of the reflector 7A shown in FIG. 5 (b) include a parabola (see FIG. 6) and an offset parabola (see FIG. 7). As shown in FIG. 6, the parabola has a mirror surface (rotating paraboloid) symmetric with respect to the axis passing through the center O of the antenna, and is in the direction of the rotating paraboloid at the focal position F determined from the rotating paraboloid. By installing a directional primary radiator, it has a function of reflecting radio waves radiated from the primary radiator in a direction parallel to the axial direction. On the contrary, the parabola is transmitted by a radio wave (for example, the DUT 100) incident on the rotating paraboloid in a direction parallel to the axial direction by arranging the test antenna 5 in the present embodiment at the focal position F, for example. The radio signal) can be reflected and guided to the test antenna 5. However, the parabola has a perfect circular shape when viewed from the front (z direction) and has a large structure, and is not suitable for arrangement as the reflector 7 of the OTA chamber 50.

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おける試験用アンテナ5を配置することで、該試験用アンテナ5から放射された電波(例えば、DUT100に対する試験信号の電波)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5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。 On the other hand, as shown in FIG. 7, the offset paraboloid has a shape obtained by cutting out a part of the rotating paraboloid of a mirror surface (a perfect circular paraboloid (see FIG. 6)) that is asymmetric with respect to the axis of the rotating paraboloid. ), And by installing the primary radiator with its beam axis tilted at an angle α, for example, with respect to the axis of the rotating paraboloid, the radio waves radiated from the primary radiator can be transmitted to the rotating paraboloid. It has a function of reflecting in a direction parallel to the axial direction of. In this offset paraboloid, for example, by arranging the test antenna 5 in the present embodiment at the focal position F, the radio wave radiated from the test antenna 5 (for example, the radio wave of the test signal for the DUT 100) is radiated on a rotating paraboloid. A radio wave (for example, a signal to be measured transmitted from the DUT 100) that is reflected in a direction parallel to the axial direction of the rotating paraboloid and is incident on the rotating paraboloid in a direction parallel to the axial direction of the rotating paraboloid. ) Can be reflected by the rotating paraboloid and guided to the test antenna 5. The offset parabola can be arranged so that the mirror surface approaches vertically, and the structure can be significantly smaller than that of the parabola (see FIG. 6).

上述した知見に基づき、本実施形態における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5及び複数の受信アンテナ6との間の電波伝搬経路に配置している。リフレクタ7は、試験用アンテナ5の開口面の中心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。 Based on the above findings, in the OTA chamber 50 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a reflector 7 using an offset parabola (see FIG. 7) is provided with a DUT 100, a test antenna 5, and a plurality of receiving antennas 6. It is placed in the radio wave propagation path between them. The reflector 7 is attached to the side surface 52b of the housing body 52 so that the center of the opening surface of the test antenna 5 is the focal position.

リフレクタ7の軸RS1に対して、DUT100のアンテナ110から送信されてリフレクタ7により反射された無線信号の電波の進行方向(以下、「ビーム軸BS1」とも称する)は、所定の角度α傾いている。すなわち、リフレクタ7と、アンテナ保持部61により保持されている試験用アンテナ5(焦点位置に配置)とは、リフレクタ7の軸RS1に対してビーム軸BS1が所定の角度α傾いたオフセット状態となっている。リフレクタ7は、試験用アンテナ5のビーム軸BS1上に焦点位置Fを有している。 The traveling direction of the radio wave of the radio signal transmitted from the antenna 110 of the DUT 100 and reflected by the reflector 7 (hereinafter, also referred to as “beam axis BS1”) with respect to the axis RS1 of the reflector 7 is tilted by a predetermined angle α. .. That is, the reflector 7 and the test antenna 5 (located at the focal position) held by the antenna holding portion 61 are in an offset state in which the beam axis BS1 is tilted by a predetermined angle α with respect to the axis RS1 of the reflector 7. ing. The reflector 7 has a focal position F on the beam axis BS1 of the test antenna 5.

図9に示すように、アンテナ保持部61は、試験用アンテナ5の開口面5aと、複数の受信アンテナ6(6−1,6−2,6−3,6−4)の開口面6−1a,6−2a,6−3a,6−4aとが、ビーム軸BS1に対して垂直となる同一の平面61aに配置されるように、試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6を保持するようになっている。ここで、垂直とは、平面61aがビーム軸BS1に対して90±10度程度の角度を成すことを示すものとする。この平面61aは、例えば、試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6の開口面に対応してくり抜かれた開口部を有する直方体形状の電波吸収体の一面からなる。なお、図8における番号1,2,3,4は、それぞれ受信アンテナ6−1,6−2,6−3,6−4に対応している。 As shown in FIG. 9, the antenna holding portion 61 includes an opening surface 5a of the test antenna 5 and an opening surface 6-of a plurality of receiving antennas 6 (6-1, 6-2, 6-3, 6-4). Hold the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 so that 1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a are arranged on the same plane 61a perpendicular to the beam axis BS1. It has become. Here, "vertical" means that the plane 61a forms an angle of about 90 ± 10 degrees with respect to the beam axis BS1. The plane 61a is composed of, for example, one surface of a rectangular parallelepiped-shaped radio wave absorber having a hollowed-out opening corresponding to the opening surface of the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6. The numbers 1, 2, 3 and 4 in FIG. 8 correspond to the receiving antennas 6-1 and 6-2, 6-3 and 6-4, respectively.

すなわち、アンテナ保持部61は、リフレクタ7の焦点位置でインバンド用の試験用アンテナ5を保持するとともに、リフレクタ7の焦点位置F外でアウトバンド用の4つの受信アンテナ6を保持する。ここで、4つの受信アンテナ6の配置は、クワイエットゾーンQZの品質(Quality of quiet zone:QoQZ)を非特許文献1の"Annex D: Quality of the quiet zone validation"に記載された測定方法で各受信アンテナ6について評価した結果が、例えばQoQZ≦1dBを満たすようなものであればよい。なお、所望のクワイエットゾーンQZのサイズに応じて、リフレクタ7の大きさや内部空間51の広さの下限値が決まる。例えば、クワイエットゾーンQZの直径Φを33cmとする場合には、4つの受信アンテナ6の開口面6−1a,6−2a,6−3a,6−4aの中心が、平面61a内において焦点位置Fから60mm以内の距離にあるように配置されることが望ましい。 That is, the antenna holding portion 61 holds the test antenna 5 for in-band at the focal position of the reflector 7, and holds the four receiving antennas 6 for out-band outside the focal position F of the reflector 7. Here, in the arrangement of the four receiving antennas 6, the quality of quiet zone (QoQZ) is measured by the measurement method described in "Annex D: Quality of the quiet zone validation" of Non-Patent Document 1. It suffices if the result of evaluation of the receiving antenna 6 satisfies, for example, QoQZ ≦ 1 dB. The lower limit of the size of the reflector 7 and the size of the internal space 51 is determined according to the size of the desired quiet zone QZ. For example, when the diameter Φ of the quiet zone QZ is 33 cm, the center of the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a of the four receiving antennas 6 is the focal position F in the plane 61a. It is desirable to arrange it so that it is within 60 mm from the distance.

なお、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5及び複数の受信アンテナ6は、仰角30度でリフレクタ7に対向するように、試験用アンテナ5及び複数の受信アンテナ6の開口面がビーム軸BS1に対して垂直となる角度でアンテナ保持部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。 The tilt angle α described above can be set to, for example, 30 degrees. In this case, the opening surfaces of the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 are perpendicular to the beam axis BS1 so that the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 face the reflector 7 at an elevation angle of 30 degrees. It will be held by the antenna holding portion 61 at an angle. By adopting the offset parabolic reflector 7, the reflector 7 itself can be made small, and the mirror surface can be arranged in a posture close to vertical, which has the advantage that the structure of the OTA chamber 50 can be reduced. ..

図10〜図13は、複数の受信アンテナ6−1,6−2,6−3,6−4からそれぞれ無線信号の電波を放射させた場合について、内部空間51に設けられた測定平面での振幅特性を近傍界測定システムにより実測した結果を示す。ここで、上記の測定平面は、図1のxy平面に平行な平面であって、クワイエットゾーンQZの中心を通る位置に設けられている。なお、図10〜図13における白円の範囲はクワイエットゾーンQZのサイズ(Φ=33cm)を表している。 10 to 13 show a measurement plane provided in the internal space 51 in the case where radio waves of radio signals are radiated from a plurality of receiving antennas 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, respectively. The results of actual measurement of the amplitude characteristics by the near field measurement system are shown. Here, the above-mentioned measurement plane is a plane parallel to the xy plane of FIG. 1 and is provided at a position passing through the center of the quiet zone QZ. The range of the white circles in FIGS. 10 to 13 represents the size of the quiet zone QZ (Φ = 33 cm).

図10(a)は、受信アンテナ6−1が焦点位置Fに配置されて15GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。一方、図10(b)は、受信アンテナ6−1が図9に示す平面61a内の焦点位置F外に配置されて15GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。また、図11(a)は、受信アンテナ6−2が焦点位置Fに配置されて30GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。一方、図11(b)は、受信アンテナ6−2が図9に示す平面61a内の焦点位置F外に配置されて30GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。 FIG. 10A is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-1 is arranged at the focal position F and emits a radio wave of a radio signal of 15 GHz. On the other hand, FIG. 10B is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-1 is arranged outside the focal position F in the plane 61a shown in FIG. 9 and emits a radio wave of a radio signal of 15 GHz. Further, FIG. 11A is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-2 is arranged at the focal position F and emits a radio wave of a radio signal of 30 GHz. On the other hand, FIG. 11B is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-2 is arranged outside the focal position F in the plane 61a shown in FIG. 9 and emits a radio wave of a radio signal of 30 GHz.

また、図12(a)は、受信アンテナ6−3が焦点位置Fに配置されて50GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。一方、図12(b)は、受信アンテナ6−3が図9に示す平面61a内の焦点位置F外に配置されて50GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。また、図13(a)は、受信アンテナ6−4が焦点位置Fに配置されて80GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。一方、図13(b)は、受信アンテナ6−4が図9に示す平面61a内の焦点位置F外に配置されて80GHzの無線信号の電波を放射した場合の振幅特性の測定結果である。 Further, FIG. 12A is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-3 is arranged at the focal position F and emits a radio wave of a radio signal of 50 GHz. On the other hand, FIG. 12B is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-3 is arranged outside the focal position F in the plane 61a shown in FIG. 9 and emits a radio wave of a radio signal of 50 GHz. Further, FIG. 13A is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-4 is arranged at the focal position F and emits a radio wave of a radio signal of 80 GHz. On the other hand, FIG. 13B is a measurement result of the amplitude characteristic when the receiving antenna 6-4 is arranged outside the focal position F in the plane 61a shown in FIG. 9 and emits a radio wave of an 80 GHz radio signal.

図10〜図13に示すように、各受信アンテナ6は、焦点位置F外に配置された場合と、QoQZ≦1dBを満たす焦点位置Fに配置された場合とで、クワイエットゾーンQZ内でほぼ同程度に一様な振幅特性を示し、それらの振幅偏差はおおむね0.6dB未満であった。これらの測定結果から、平面61a内の焦点位置F外に配置された複数の受信アンテナ6もQoQZ≦1dBを満たし、良好なスプリアス測定に資することができると考えられる。 As shown in FIGS. 10 to 13, each receiving antenna 6 is substantially the same in the quiet zone QZ when it is arranged outside the focal position F and when it is arranged at the focal position F satisfying QoQZ ≦ 1 dB. They showed fairly uniform amplitude characteristics, and their amplitude deviations were generally less than 0.6 dB. From these measurement results, it is considered that a plurality of receiving antennas 6 arranged outside the focal position F in the plane 61a also satisfy QoQZ ≦ 1 dB and can contribute to good spurious measurement.

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及び信号解析装置30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、本発明における送受信特性測定装置を構成する。 Here, with reference to FIGS. 2 to 4, the functional configuration of the measuring device 1 according to the present embodiment will be described in more detail. In the measuring device 1 (see FIG. 2) according to the present embodiment, the integrated control device 10 has, for example, the functional configuration as shown in FIG. 3, and the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30 are, for example, FIG. It has a functional configuration as shown in. The NR system simulator 20 constitutes the transmission / reception characteristic measuring device of the present invention.

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及び信号解析装置30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。 As shown in FIG. 3, the integrated control device 10 has a control unit 11, an operation unit 12, and a display unit 13. The control unit 11 is configured by, for example, a computer device. As shown in FIG. 3, this computer device is, for example, a CPU that performs predetermined information processing for realizing the function of the measuring device 1 and comprehensive control for the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30. (Central Processing Unit) 11a, ROM (Read Only Memory) 11b for storing OS (Operating System) for starting up CPU 11a, other programs, parameters for control, etc., and OS and applications used for operation by CPU 11a. A RAM (Random Access Memory) 11c for storing execution codes, data, etc., an external interface (I / F) unit 11d having an input interface function for inputting a predetermined signal and an output interface function for outputting a predetermined signal. It has a non-volatile storage medium such as a hard disk device (not shown) and various input / output ports.

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及び信号解析装置30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。 The external I / F unit 11d is communicably connected to the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30 via the network 19. Further, the external I / F unit 11d is also connected to the posture variable mechanism 56 in the OTA chamber 50 via the network 19. An operation unit 12 and a display unit 13 are connected to the input / output port. The operation unit 12 is a functional unit for inputting various information such as commands, and the display unit 13 is a functional unit for displaying various information such as the input screen of the various information and the measurement result.

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、及び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、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。 The computer device described above functions as a control unit 11 by the CPU 11a executing a program stored in the ROM 11b with the RAM 11c as a working area. As shown in FIG. 3, the control unit 11 includes a call connection control unit 14, a signal transmission / reception control unit 15, and a DUT attitude control unit 17. The call connection control unit 14, the signal transmission / reception control unit 15, and the DUT attitude control unit 17 are also realized by the CPU 11a executing a predetermined program stored in the ROM 11b in the work area of the RAM 11c.

呼接続制御部14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5と、リンクアンテナ9a,9bとを駆動して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)を確立又は維持する制御を行う。 The call connection control unit 14 drives the test antenna 5 arranged at the focal position F of the reflector 7 and the link antennas 9a and 9b to transmit and receive a control signal (wireless signal) between the DUT 100 and the test antenna 5. Control is performed to establish or maintain a call (a state in which radio signals can be transmitted and received) between the NR system simulator 20 and the DUT 100.

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、ユーザにより所定のスプリアス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。さらに、信号送受信制御部15は、試験用アンテナ5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、複数の受信アンテナ6を介してスプリアス信号を受信させる制御を行う。 The signal transmission / reception control unit 15 monitors the user operation in the operation unit 12, and when the user performs a predetermined spurious measurement start operation, the call connection control unit 14 performs the call connection control, and then the NR system simulator. A signal transmission command is transmitted to 20. Further, the signal transmission / reception control unit 15 controls to transmit a test signal via the test antenna 5, transmits a signal reception command, and controls to receive a spurious signal via a plurality of reception antennas 6.

また、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送受信特性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。さらに、信号送受信制御部15は、試験用アンテナ5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5を介して被測定信号を受信させる制御を行う。 Further, the signal transmission / reception control unit 15 monitors the user operation in the operation unit 12, and the call connection is triggered by the user performing a predetermined transmission / reception characteristic measurement start operation related to the measurement of the transmission characteristic and the reception characteristic of the DUT 100. A signal transmission command is transmitted to the NR system simulator 20 via the call connection control by the control unit 14. Further, the signal transmission / reception control unit 15 controls the transmission of the test signal via the test antenna 5, transmits the signal reception command, and controls the reception of the measured signal via the test antenna 5.

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,56b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。 The DUT posture control unit 17 controls the posture at the time of measurement of the DUT 100 held by the posture variable mechanism 56. In order to realize this control, for example, the DUT attitude control table 17a is stored in advance in the ROM 11b. For example, when a stepping motor is used as the drive units 56a and 56b, the DUT attitude control table 17a stores the number of drive pulses (number of operation pulses) that determine the rotational drive of the stepping motor as control data. There is.

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。 The DUT attitude control unit 17 expands the DUT attitude control table 17a into the work area of the RAM 11c, and based on the DUT attitude control table 17a, as described above, the DUT 100 causes the antenna 110 to sequentially face in all directions in three dimensions. The attitude variable mechanism 56 is driven and controlled so as to change the attitude.

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(a)に示すような機能構成を有し、信号解析装置30は、例えば、図4(b)に示すような機能構成を有している。 Further, in the measuring device 1 according to the present embodiment, the NR system simulator 20 has, for example, the functional configuration as shown in FIG. 4 (a), and the signal analysis device 30 has, for example, shown in FIG. 4 (b). It has such a functional configuration.

図4(a)に示すように、NRシステムシミュレータ20は、例えば、信号測定部21、制御部22、操作部23、表示部24を有しており、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。 As shown in FIG. 4A, the NR system simulator 20 has, for example, a signal measurement unit 21, a control unit 22, an operation unit 23, and a display unit 24, and the posture of the DUT 100 is changed by the posture variable mechanism 56. The transmission characteristic or the reception characteristic of the DUT 100 is measured each time. The signal measurement unit 21 includes a signal generation function unit composed of a signal generation unit 21a, a digital / analog converter (DAC) 21b, a modulation unit 21c, a transmission unit 21e of the RF unit 21d, and a reception unit 21f of the RF unit 21d. It has an analog / digital converter (ADC) 21g and a signal analysis function unit composed of an analysis processing unit 21h.

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により試験用アンテナ5を介してDUT100に向けて出力する。 In the signal generation function unit of the signal measurement unit 21, the signal generation unit 21a transmits waveform data having a reference waveform, specifically, for example, an I component baseband signal and a Q component baseband signal which is an orthogonal component signal thereof. Generate. The DAC 21b converts waveform data (I component baseband signal and Q component baseband signal) having a reference waveform output from the signal generation unit 21a from a digital signal to an analog signal and outputs the waveform data to the modulation unit 21c. The modulation unit 21c mixes a local signal with each of the I component baseband signal and the Q component baseband signal, further synthesizes the two, and outputs a digitally modulated signal. The RF unit 21d generates a test signal corresponding to the frequency of each communication standard from the digital modulation signal output from the modulation unit 21c, and the generated test signal is directed to the DUT 100 by the transmission unit 21e via the test antenna 5. Output.

また、信号測定部21の信号解析機能部において、RF部21dは、アンテナ110を介して上記試験信号が入力されたDUT100から出力された規定の周波数帯域の被測定信号を、試験用アンテナ5及び信号処理部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域の信号(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。なお、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おり、試験用アンテナ5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ようになっている。 Further, in the signal analysis function unit of the signal measurement unit 21, the RF unit 21d uses the test antenna 5 and the test signal in the specified frequency band output from the DUT 100 to which the test signal is input via the antenna 110. After being received by the receiving unit 21f via the signal processing unit 40b, the measured signal is mixed with the local signal to be converted into a signal (IF signal) in the intermediate frequency band. The ADC 21g converts the measured signal converted into an IF signal by the receiving unit 21f of the RF unit 21d into a digital signal and outputs it to the analysis processing unit 21h. The signal processing unit 40b is composed of a down converter, an amplifier, a frequency filter, and the like, and frequency conversion (down conversion), amplification, and frequency selection are performed with respect to the signal to be measured input from the test antenna 5. It is designed to be processed.

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(TRP)、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。 The analysis processing unit 21h generates waveform data corresponding to the I component baseband signal and the Q component baseband signal by digital processing the measured signal, which is a digital signal output by the ADC 21g, and then the waveform data. The process of analyzing the I component baseband signal and the Q component baseband signal is performed based on the above. In measuring the transmission characteristics for the DUT 100, the analysis processing unit 21h may, for example, measure equivalent isotropically radiated power (EIRP), total radiated power (TRP), modulation accuracy (EVM), transmission power, constellation, and spectrum. Etc. can be measured. Further, the analysis processing unit 21h can measure, for example, the reception sensitivity, the bit error rate (BER), the packet error rate (PER), and the like in the measurement of the reception characteristics for the DUT 100. Here, EIRP is the radio signal intensity in the main beam direction of the antenna under test. Further, TRP is the total value of the electric power radiated from the antenna under test into the space.

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。 The control unit 22 is composed of, for example, a computer device including a CPU, RAM, ROM, and various input / output interfaces, similar to the control unit 11 of the integrated control device 10 described above. The CPU performs predetermined information processing and control for realizing each function of the signal generation function unit, the signal analysis function unit, the operation unit 23, and the display unit 24.

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。 The operation unit 23 and the display unit 24 are connected to the input / output interface of the computer device. The operation unit 23 is a functional unit for inputting various information such as commands, and the display unit 24 is a functional unit for displaying various information such as the input screen of the various information and the measurement result.

図4(b)に示すように、信号解析装置30は、信号解析部31、制御部32、操作部33、表示部34を有しており、姿勢可変機構56によりDUT100の姿勢が変化されるごとに、DUT100のスプリアス測定を行うものである。信号解析部31は、RF部31a、ADC31b、解析処理部31cを有し、スプリアス信号処理部41から入力されるスプリアス信号に対して、スプリアス測定に関する解析処理や、NRシステムシミュレータ20の信号解析機能部と同等の解析処理を施す。スプリアス信号処理部41は、試験信号が入力されたDUT100から被測定信号とともに出力される複数の区分周波数帯域の無線信号(スプリアス信号)を、各区分周波数帯域に対応するそれぞれの受信アンテナ6を介して受信する。なお、スプリアス信号処理部41は、ダウンコンバータ、増幅器、周波数フィルタを有している。 As shown in FIG. 4B, the signal analysis device 30 has a signal analysis unit 31, a control unit 32, an operation unit 33, and a display unit 34, and the posture of the DUT 100 is changed by the posture variable mechanism 56. The spurious measurement of the DUT 100 is performed for each. The signal analysis unit 31 has an RF unit 31a, an ADC 31b, and an analysis processing unit 31c, and has an analysis process related to spurious measurement for a spurious signal input from the spurious signal processing unit 41 and a signal analysis function of the NR system simulator 20. Performs the same analysis processing as the part. The spurious signal processing unit 41 transmits a radio signal (spurious signal) of a plurality of division frequency bands output from the DUT 100 to which the test signal is input together with the signal to be measured via each reception antenna 6 corresponding to each division frequency band. To receive. The spurious signal processing unit 41 has a down converter, an amplifier, and a frequency filter.

スプリアス信号処理部41は、各受信アンテナ6がそれぞれ受信したスプリアス信号に対して、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したうえで、該スプリアス信号を信号解析部31のRF部31aに送信するようになっている。RF部31aは、受信した該スプリアス信号をローカル信号とミキシングすることでIF信号に変換する。ADC31bは、RF部31aでIF信号に変換されたスプリアス信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して解析処理部31cに出力する。解析処理部31cは、受信した各区分周波数帯域のスプリアス信号の周波数分布及び電力を解析する。なお、信号解析装置30は、スプリアス信号処理部41を組み込んだ構成であってもよい。 The spurious signal processing unit 41 performs frequency conversion (down-conversion), amplification, and frequency selection processing on the spurious signal received by each receiving antenna 6, and then converts the spurious signal into the signal analysis unit 31. It is designed to be transmitted to the RF unit 31a. The RF unit 31a converts the received spurious signal into an IF signal by mixing it with a local signal. The ADC 31b converts the spurious signal converted into the IF signal by the RF unit 31a into a digital signal and outputs the spurious signal to the analysis processing unit 31c. The analysis processing unit 31c analyzes the frequency distribution and power of the spurious signal in each divided frequency band received. The signal analysis device 30 may be configured to incorporate the spurious signal processing unit 41.

次に、本実施形態に係る測定装置1を用いるDUT100のスプリアス測定処理について、図14のフローチャートを参照して説明する。図14においては、スプリアス周波数帯域のうち(図8参照)、それぞれ、番号1、番号2、番号3、番号4で示す各区分周波数帯域をそれぞれ使用可能な4つの受信アンテナ6が焦点位置F外に配置された状態でスプリアス測定が行われるものとする。また、図14においては、DUT100のスプリアス測定処理を開始することを指示するスプリアス測定開始操作が統合制御装置10の操作部12で行われる場合について説明する。なお、スプリアス測定開始操作は、信号解析装置30の操作部33で行われるようにしてもよい。 Next, the spurious measurement process of the DUT 100 using the measuring device 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 14, four receiving antennas 6 that can use each of the divided frequency bands indicated by No. 1, No. 2, No. 3, and No. 4 in the spurious frequency band (see FIG. 8) are outside the focal position F, respectively. It is assumed that the spurious measurement is performed in the state of being placed in. Further, in FIG. 14, a case where the spurious measurement start operation for instructing the start of the spurious measurement process of the DUT 100 is performed by the operation unit 12 of the integrated control device 10 will be described. The spurious measurement start operation may be performed by the operation unit 33 of the signal analysis device 30.

測定装置1において、DUT100のスプリアス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、スプリアス測定の最初の処理として、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56eに被試験対象のDUT100を保持させる作業が行われる(保持ステップS1)。 In order to perform spurious measurement of the DUT 100 in the measuring device 1, it is first necessary to set the DUT 100 in the internal space 51 of the OTA chamber 50. As a result, in the measuring device 1, as the first process of spurious measurement, the user performs an operation of holding the DUT 100 to be tested in the DUT mounting portion 56e of the posture variable mechanism 56 of the OTA chamber 50 (holding step S1). ).

DUT100のセット作業が行われた後、統合制御装置10は、例えば、制御部11が、操作部12においてスプリアス測定開始操作が行われたか否かを監視する(ステップS2)。 After the setting work of the DUT 100 is performed, the integrated control device 10 monitors, for example, whether or not the control unit 11 has performed the spurious measurement start operation in the operation unit 12 (step S2).

ここで、上記スプリアス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、上記スプリアス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は、スプリアス測定を行う区分周波数帯域の順番を示すnを、1番目の区分周波数帯域を示す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4である。 Here, when it is determined that the spurious measurement start operation has not been performed (NO in step S2), the control unit 11 continues the monitoring in step S2. On the other hand, when it is determined that the spurious measurement start operation has been performed (YES in step S2), the control unit 11 sets n indicating the order of the division frequency bands for performing spurious measurement to the first division frequency band. Set to the indicated n = 1 (step S3). In this example, the maximum value of n is 4.

次に、制御部11の呼接続制御部14は、焦点位置Fに配置された試験用アンテナ5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S4)。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5を介して制御信号(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に配置された試験用アンテナ5とリフレクタ7とを介して無線信号を送受信可能な状態が確立される。 Next, the call connection control unit 14 of the control unit 11 performs call connection control by transmitting and receiving a control signal (radio signal) to and from the DUT 100 using the test antenna 5 arranged at the focal position F. (Step S4). Here, the NR system simulator 20 wirelessly transmits a control signal (call connection request signal) to the DUT 100 via the test antenna 5, while the DUT 100 receiving the call connection request signal sets the frequency requested for connection. Call connection control is performed to receive the control signal (call connection answer signal) transmitted after setting. This call connection control establishes a state in which radio signals can be transmitted and received between the NR system simulator 20 and the DUT 100 via the test antenna 5 and the reflector 7 arranged at the focal position F of the reflector 7. ..

なお、NRシステムシミュレータ20から試験用アンテナ5及びリフレクタ7を介して送られてくる無線信号をDUT100が受信する処理はダウンリンク(DL)処理とされる。逆に、リフレクタ7及び試験用アンテナ5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DUT100が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5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。 The process of receiving the radio signal transmitted from the NR system simulator 20 via the test antenna 5 and the reflector 7 by the DUT 100 is a downlink (DL) process. On the contrary, the process in which the DUT 100 transmits a radio signal to the NR system simulator 20 via the reflector 7 and the test antenna 5 is an uplink (UL) process. The test antenna 5 is used to perform a process of establishing a link (call) and a process of downlink (DL) and uplink (UL) after the link is established, and also has a function of a link antenna. ing.

ステップS4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S5)。 After establishing the call connection in step S4, the DUT attitude control unit 17 of the integrated control device 10 controls the attitude of the DUT 100 arranged in the quiet zone QZ to a predetermined attitude by the attitude variable mechanism 56 (attitude variable step S5). ).

ステップS5で姿勢可変機構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に配置されている試験用アンテナ5を介して試験信号を出力する制御を行う(試験信号出力ステップS6)。 After the attitude variable mechanism 56 controls the DUT 100 to a predetermined attitude in step S5, the signal transmission / reception control unit 15 of the integrated control device 10 transmits a signal transmission command to the NR system simulator 20. Based on the signal transmission command, the NR system simulator 20 controls the DUT 100 to output a test signal via the test antenna 5 arranged at the focal position F of the reflector 7 (test signal output step S6). ..

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(a)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5を介してDUT100に向けて出力する。 The test signal transmission control by the NR system simulator 20 is carried out as follows. In the NR system simulator 20 (see FIG. 4A), the control unit 22 that has received the signal transmission command controls the signal generation function unit, and the signal generation unit 21a generates a signal for generating a test signal. .. After that, this signal is digitally / analog-converted by the DAC 21b, further modulated by the modulation unit 21c, and then the RF unit 21d generates a test signal corresponding to the frequency of each communication standard from the digital modulation signal, and the test is performed. The signal (DL data) is output from the transmission unit 21e toward the DUT 100 via the test antenna 5.

送信部21eと試験用アンテナ5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5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S6で試験信号送信の制御を開始した後、測定対象のスプリアス周波数帯域の全ての区分周波数帯域についてのスプリアス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。 A signal processing unit 40a is provided between the transmission unit 21e and the test antenna 5, and the signal processing unit 40a is composed of an upconverter, an amplifier, a frequency filter, and the like. The signal processing unit 40a performs frequency conversion (up-conversion), amplification, and frequency selection processing on the test signal output to the test antenna 5. The signal transmission / reception control unit 15 appropriately uses the test signal after starting the control of the test signal transmission in step S6 until the spurious measurement for all the divided frequency bands of the spurious frequency band to be measured is completed. Control to send at the timing.

これに対し、DUT100は、試験用アンテナ5及びリフレクタ7を介して送られてくる試験信号(DLデータ)を、ステップS5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。 On the other hand, the DUT 100 receives the test signal (DL data) transmitted via the test antenna 5 and the reflector 7 by the antenna 110 in different postures that are sequentially changed based on the posture control in step S5. At the same time, it operates to transmit a measured signal which is a response signal to the test signal.

ステップS6で試験信号が送信開始された後、引き続き、信号解析装置30は、リフレクタ7の焦点位置F外に配置されているn番目の受信アンテナ6−nにより受信されたスプリアス信号の受信処理を行う(スプリアス信号受信ステップS7)。この受信処理においては、受信アンテナ6−nにより受信された信号は、スプリアス信号処理部41に入力され、該スプリアス信号処理部41により、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された後、信号解析装置30の信号解析部31に入力される。 After the transmission of the test signal is started in step S6, the signal analyzer 30 continues to process the reception of the spurious signal received by the nth receiving antenna 6-n arranged outside the focal position F of the reflector 7. (Spurious signal reception step S7). In this reception processing, the signal received by the receiving antenna 6-n is input to the spurious signal processing unit 41, and the spurious signal processing unit 41 performs each processing of frequency conversion (down-conversion), amplification, and frequency selection. After that, it is input to the signal analysis unit 31 of the signal analysis device 30.

引き続き、信号解析装置30は、ステップS7で受信処理された信号(受信アンテナ6−nにより受信されたスプリアス信号)を解析し、該解析結果を記憶する制御を行う(解析ステップS8)。このとき、信号解析装置30では、制御部32が信号解析部31を制御し、スプリアス信号処理部41から入力されたスプリアス信号を、RF部31a、ADC31bを介して取り込み、解析処理部31cによって当該スプリアス信号について、例えば、周波数分布や電力を解析する制御が行われる。また、制御部32は、スプリアス信号の解析結果を、図示しないRAM等の記憶領域に記憶する制御を行う。 Subsequently, the signal analysis device 30 analyzes the signal received and processed in step S7 (spurious signal received by the receiving antenna 6-n), and controls to store the analysis result (analysis step S8). At this time, in the signal analysis device 30, the control unit 32 controls the signal analysis unit 31, the spurious signal input from the spurious signal processing unit 41 is taken in via the RF units 31a and the ADC 31b, and the analysis processing unit 31c performs the spurious signal. Control is performed to analyze, for example, the frequency distribution and the power of the spurious signal. Further, the control unit 32 controls to store the analysis result of the spurious signal in a storage area such as a RAM (not shown).

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番目の区分周波数帯域について、所望の全ての姿勢に関してDUT100のスプリアス測定が終了したか否かを判定する(ステップS9)。ここで、n番目の区分周波数帯域についてのスプリアス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S5以降の処理を続行する。 Subsequently, in the integrated control device 10, for example, the DUT attitude control unit 17 determines whether or not the spurious measurement of the DUT 100 has been completed for all the desired attitudes in the nth division frequency band (step S9). Here, when it is determined that the spurious measurement for the nth divided frequency band has not been completed (NO in step S9), the processing after step S5 is continued.

これに対し、n番目の区分周波数帯域についてのスプリアス測定が終了したと判定された場合(ステップS9でYES)、制御部11は、上記nが、最後の区分周波数帯域であることを示すn=4に達したか否かを判定する(ステップS10)。ここで、n=4に達していないと判定された場合(ステップS10でNO)、制御部11は、nの値をインクリメントして(ステップS11)、ステップS5以降の処理を続行する。 On the other hand, when it is determined that the spurious measurement for the nth division frequency band is completed (YES in step S9), the control unit 11 indicates that n is the last division frequency band. It is determined whether or not 4 has been reached (step S10). Here, when it is determined that n = 4 has not been reached (NO in step S10), the control unit 11 increments the value of n (step S11) and continues the processing after step S5.

これに対し、n=4に達したと判定された場合(ステップS10でYES)、統合制御装置10は、図14に示す上記一連のスプリアス測定処理を終了する。 On the other hand, when it is determined that n = 4 has been reached (YES in step S10), the integrated control device 10 ends the series of spurious measurement processes shown in FIG.

なお、本実施形態に係る測定装置1では、上記ステップS6でNRシステムシミュレータ20から試験信号を送信した後、引き続き、当該NRシステムシミュレータ20において、制御部22により、上記試験信号を受信したDUT100がアンテナ110から送信する被測定信号を測定する制御が行われてもよい。あるいは、上記試験信号のNRシステムシミュレータ20による測定処理は、図14に示すスプリアス測定処理とは独立に、任意のタイミングで行われてもよい。 In the measuring device 1 according to the present embodiment, after the test signal is transmitted from the NR system simulator 20 in step S6, the DUT 100 that receives the test signal by the control unit 22 in the NR system simulator 20 continues. Control may be performed to measure the measured signal transmitted from the antenna 110. Alternatively, the measurement process of the test signal by the NR system simulator 20 may be performed at an arbitrary timing independently of the spurious measurement process shown in FIG.

なお、上記実施形態では、例えば、6GHz〜87GHzのスプリアス周波数帯域(図8参照)を4つの受信アンテナ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、任意のスプリアス周波数帯域を任意の数の受信アンテナ6でカバーする構成としてもよい。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。 In the above embodiment, for example, an example in which a spurious frequency band of 6 GHz to 87 GHz (see FIG. 8) is covered by four receiving antennas 6 is given, but the present invention is not limited to this, and any spurious frequency is given. The band may be covered by an arbitrary number of receiving antennas 6. The present invention can be applied not only to an anechoic box but also to an anechoic chamber.

以上説明したように、本実施形態に係る測定装置1においては、スプリアス測定用の複数の受信アンテナ6が、リフレクタ7の回転放物面から定まる焦点位置F外に配置されている。これにより、スプリアス測定用の複数の受信アンテナ6をリフレクタ7の焦点位置Fに順次配置させる必要が無くなり、測定装置1の耐久性が高まる。さらに、本実施形態に係る測定装置1は、ミリ波帯の無線信号を送受信するDUT100に対して各区分周波数帯域のスプリアス測定を間断なく行うことができるため、広範な周波数帯域にわたって効率的なスプリアス測定を行うことができる。 As described above, in the measuring device 1 according to the present embodiment, the plurality of receiving antennas 6 for spurious measurement are arranged outside the focal position F determined from the rotating paraboloid of the reflector 7. This eliminates the need to sequentially arrange a plurality of receiving antennas 6 for spurious measurement at the focal position F of the reflector 7, and enhances the durability of the measuring device 1. Further, since the measuring device 1 according to the present embodiment can continuously measure spurious in each division frequency band with respect to the DUT 100 that transmits and receives radio signals in the millimeter wave band, efficient spurious over a wide frequency band is performed. Measurements can be made.

また、本実施形態に係る測定装置1は、信号解析装置30を備えることにより、規定の周波数帯域の無線信号を送信又は受信するアンテナ110を有するDUT100について、該規定の周波数帯域とは異なる複数の区分周波数帯域のスプリアス信号を容易に測定可能である。 Further, the measuring device 1 according to the present embodiment includes a signal analysis device 30, so that the DUT 100 having an antenna 110 that transmits or receives a radio signal in a specified frequency band has a plurality of DUTs that are different from the specified frequency band. The spurious signal in the divided frequency band can be easily measured.

また、本実施形態に係る測定装置1においては、複数の受信アンテナ6の開口面6−1a,6−2a,6−3a,6−4aの中心が、焦点位置FからクワイエットゾーンQZのサイズに応じた距離以内に配置される。例えば、クワイエットゾーンQZの直径Φを33cmとする場合には、各受信アンテナ6から無線信号の電波を放射した場合のクワイエットゾーンQZにおける振幅偏差が0.6dB未満となる、焦点位置Fからの距離以内(例えば、60mm以内)に、開口面6−1a,6−2a,6−3a,6−4aの中心が配置されることが望ましい。これにより、本実施形態に係る測定装置1は、複数の受信アンテナ6を焦点位置Fに配置したときとほぼ同等の品質のスプリアス測定結果を得ることができる。 Further, in the measuring device 1 according to the present embodiment, the center of the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a of the plurality of receiving antennas 6 is changed from the focal position F to the size of the quiet zone QZ. Placed within the appropriate distance. For example, when the diameter Φ of the quiet zone QZ is 33 cm, the amplitude deviation in the quiet zone QZ when the radio wave of the radio signal is radiated from each receiving antenna 6 is less than 0.6 dB, and the distance from the focal position F. It is desirable that the centers of the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a are arranged within (for example, within 60 mm). As a result, the measuring device 1 according to the present embodiment can obtain spurious measurement results having substantially the same quality as when a plurality of receiving antennas 6 are arranged at the focal position F.

また、本実施形態に係る測定装置1においては、試験用アンテナ5の開口面5aと、複数の受信アンテナ6の開口面6−1a,6−2a,6−3a,6−4aとが、アンテナ110から送信されてリフレクタ7により反射された無線信号の電波の進行方向に対して垂直となる同一の平面61aに配置される。これにより、本実施形態に係る測定装置1は、良好な品質のスプリアス測定結果を得ることができる焦点位置F外の位置に複数の受信アンテナ6を容易に配置できる。 Further, in the measuring device 1 according to the present embodiment, the opening surface 5a of the test antenna 5 and the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a of the plurality of receiving antennas 6 are antennas. The radio signal transmitted from the 110 and reflected by the reflector 7 is arranged on the same plane 61a perpendicular to the traveling direction of the radio wave. As a result, the measuring device 1 according to the present embodiment can easily arrange a plurality of receiving antennas 6 at positions outside the focal position F where good quality spurious measurement results can be obtained.

1 測定装置
5 試験用アンテナ
5a 開口面
6,6−1,6−2,6−3,6−4 受信アンテナ
6−1a,6−2a,6−3a,6−4a 開口面
7 リフレクタ
8,9a,9b リンクアンテナ
10 統合制御装置
20 NRシステムシミュレータ
30 信号解析装置
40a,40b 信号処理部
41 スプリアス信号処理部
50 OTAチャンバ
51 内部空間
56 姿勢可変機構
61 アンテナ保持部
61a 平面
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
1 Measuring device 5 Test antenna 5a Open surface 6,6-1, 6-2, 6-3, 6-4 Receiving antenna 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a Open surface 7 Reflector 8, 9a, 9b Link antenna 10 Integrated control device 20 NR system simulator 30 Signal analysis device 40a, 40b Signal processing unit 41 Spurious signal processing unit 50 OTA chamber 51 Internal space 56 Attitude variable mechanism 61 Antenna holding unit 61a Flat surface 100 DUT
110 Antenna F Reflector Focus Position QZ Quiet Zone

Claims (5)

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、あらかじめ設定された複数の区分周波数帯域の無線信号を各々受信する複数の受信アンテナ(6)と、
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)と、を備えるアンテナ装置(1)であって、
前記リフレクタは、前記回転放物面を介して、前記内部空間におけるクワイエットゾーン(QZ)内に配置された被試験対象(100)が有する被試験アンテナ(110)により送信又は受信される規定の周波数帯域の無線信号の電波を反射し、
各前記区分周波数帯域は、前記規定の周波数帯域の下限の周波数よりも低い周波数から、前記規定の周波数帯域の上限の周波数よりも高い周波数までの周波数帯域が区分されてなり、
前記複数の受信アンテナが、前記回転放物面から定まる焦点位置(F)外に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
An anechoic box (50) having an internal space (51) that is not affected by the surrounding radio wave environment,
A plurality of receiving antennas (6) housed in the internal space and receiving radio signals of a plurality of preset frequency bands, respectively.
An antenna device (1) including a reflector (7) housed in the internal space and having a predetermined rotating paraboloid.
The reflector has a specified frequency transmitted or received by a test antenna (110) included in a test target (100) arranged in a quiet zone (QZ) in the internal space through the rotating paraboloid. Reflects the radio waves of the radio signal in the band,
Each of the divided frequency bands is divided into a frequency band from a frequency lower than the lower limit frequency of the specified frequency band to a frequency higher than the upper limit frequency of the specified frequency band.
An antenna device characterized in that the plurality of receiving antennas are arranged outside a focal position (F) determined from the rotating paraboloid.
前記内部空間において前記焦点位置に配置され、前記規定の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する試験用アンテナ(5)と、
前記試験用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試験用アンテナで受信し、受信した前記被測定信号に基づき前記規定の周波数帯域の無線信号に対する測定を行う送受信特性測定装置(20)と、
前記試験信号が入力された前記被試験対象から前記被測定信号とともに出力される前記複数の区分周波数帯域の無線信号を、各前記区分周波数帯域に対応するそれぞれの前記受信アンテナを介して受信し、受信した各前記区分周波数帯域の無線信号の周波数分布及び電力を解析する信号解析装置(30)と、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
A test antenna (5) arranged at the focal position in the internal space and transmitting or receiving a radio signal in the specified frequency band, and a test antenna (5).
The test signal is output to the subject to be tested via the test antenna, and the signal to be measured output from the subject to be tested to which the test signal is input is received by the test antenna and received. A transmission / reception characteristic measuring device (20) that measures a radio signal in the specified frequency band based on the measured signal, and a transmission / reception characteristic measuring device (20).
The radio signals of the plurality of divided frequency bands output together with the measured signal from the subject to be tested to which the test signal is input are received via the respective receiving antennas corresponding to the respective divided frequency bands. The antenna device according to claim 1, further comprising a signal analysis device (30) for analyzing the frequency distribution and power of the received radio signal in each of the divided frequency bands.
前記複数の受信アンテナの開口面(6−1a,6−2a,6−3a,6−4a)の中心が、前記焦点位置から前記クワイエットゾーンのサイズに応じた距離以内に配置されるように、前記複数の受信アンテナを保持するアンテナ保持部(61)を更に備えることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。 The center of the opening surface (6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a) of the plurality of receiving antennas is arranged within a distance corresponding to the size of the quiet zone from the focal position. wherein the plurality of antenna device according toMotomeko 2 further comprising an antenna holding portion (61) for holding the receiving antenna. 前記アンテナ保持部は、前記試験用アンテナの開口面(5a)と、前記複数の受信アンテナの開口面とが、前記被試験アンテナから送信されて前記リフレクタにより反射された無線信号の電波の進行方向に対して垂直となる同一の平面(61a)に配置されるように、前記試験用アンテナ及び前記複数の受信アンテナを保持することを特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。 In the antenna holding portion, the opening surface (5a) of the test antenna and the opening surfaces of the plurality of receiving antennas are transmitted from the antenna under test and reflected by the reflector in the traveling direction of the radio wave. The antenna device according to claim 3, wherein the test antenna and the plurality of receiving antennas are held so as to be arranged on the same plane (61a) perpendicular to the antenna. 請求項から請求項4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載置部(56e)に保持させる保持ステップ(S1)と、
前記試験用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前記被測定信号とともに出力される前記複数の区分周波数帯域の無線信号を、各前記区分周波数帯域に対応するそれぞれの前記受信アンテナを介して受信するスプリアス信号受信ステップ(S7)と、
前記スプリアス信号受信ステップで受信した各前記区分周波数帯域の無線信号の周波数分布及び電力を解析する解析ステップ(S8)と、を含むことを特徴とする測定方法。
The measuring method using the antenna device according to any one of claims 2 to 4.
A holding step (S1) for holding the test target in the test target mounting portion (56e) in the anechoic box, and a holding step (S1).
A test signal output step (S6) for outputting a test signal to the test object via the test antenna, and a test signal output step (S6).
A spurious that receives a radio signal of the plurality of divided frequency bands output together with the measured signal from the subject to be tested to which the test signal is input via the respective receiving antenna corresponding to each of the divided frequency bands. The signal reception step (S7) and
A measuring method comprising an analysis step (S8) for analyzing the frequency distribution and power of a radio signal in each of the divided frequency bands received in the spurious signal receiving step.
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