试验装置及试验方法

文档序号:1956558 发布日期:2021-12-10 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 试验装置及试验方法 (Test apparatus and test method ) 是由 丸尾友彦 马场宽之 于 2021-05-20 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够以高精度且低成本来执行关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量的试验装置。一种试验装置,其具备:试验用天线,设置于OTA暗室(50)内,并且在与DUT(100)的天线(110)之间发送或接收无线信号;及测量装置,使用试验用天线对配置于空白区(QZ)内的DUT(100)进行DUT(100)的发送特性或接收特性的测量,试验用天线包含经由反射器(7)在与DUT的天线(110)之间发送或接收无线信号的反射器反射型试验用天线(6a)及经由反射镜(9b……9f)在与DUT的天线(110)之间发送或接收无线信号的反射镜反射型试验用天线(6b、6c、6d、6e、6f)。(The invention provides a test apparatus capable of performing far-field measurement of transmission/reception characteristics such as RF characteristics and RRM characteristics of a test object with high accuracy and low cost. A test apparatus is provided with: a test antenna which is provided in the OTA darkroom (50) and transmits or receives a wireless signal to or from an antenna (110) of the DUT (100); and a measuring device for measuring the transmission characteristics or reception characteristics of the DUT (100) placed in the blank space (QZ) using test antennas including a reflector reflection type test antenna (6a) for transmitting or receiving a radio signal to or from the antenna (110) of the DUT via a reflector (7) and mirror reflection type test antennas (6b, 6c, 6d, 6e, 6f) for transmitting or receiving a radio signal to or from the antenna (110) of the DUT via a mirror (9b … … 9 f).)

试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及一种使用OTA(Over The Air:空中下载)环境的电波暗箱测量被试验对象的发送特性或接收特性的试验装置及试验方法。

背景技术

近几年,伴随多媒体的发展,大量生产安装有蜂窝、无线LAN等无线通信用天线的无线终端(智能手机等)。今后,尤其要求收发与使用毫米波带的宽频带信号的IEEE802.11ad或5G蜂窝等对应的无线信号的无线终端。

在无线终端的设计开发公司或其制造工厂中,对无线终端所具备的无线通信天线,测量按每个通信标准设定的发送电波的输出电平及接收灵敏度,并进行判定这些RF(Radio Frequency:射频)特性是否满足规定的基准的性能试验。并且,在性能试验中,还进行RRM(Radio Resource Management:无线资源管理)特性的测量。RRM特性的测量为了确认基站与无线终端之间的无线资源控制例如相邻基站之间的切换等是否正常进行动作而进行。

伴随4G或从4G演进向5G的换代而上述性能试验的试验方法也正在发生变化。例如,在将5G NR(New Radio:新无线)系统用无线终端(以下,称为5G无线终端)设为被试验对象(Device Under Test:DUT)的性能试验中,4G或4G演进等的试验中主流的有线连接DUT的天线端子与试验装置的方法因如下理由无法使用,即,由在高频电路中安装天线端子引起的特性劣化或从空间方面、成本方面考虑,阵列天线的元件数量较多且将天线端子安装于所有元件并不现实等。因此,将DUT与试验用天线一同容纳于不受周围电波环境影响的电波暗箱中,并通过无线通信进行从试验用天线对DUT的试验信号的发送及来自接收了试验信号的DUT的被测量信号的由试验用天线的接收,进行所谓的OTA试验(例如,参考专利文献1、专利文献2)。

在OTA试验中,因试验用天线而形成空白区,DUT配置于空白区。在此,空白区(quiet zone)是指,在构成OTA试验环境的电波暗箱中,表示从试验用天线以大致均匀的振幅及相位的电波来照射DUT的空间区域的范围的概念(例如,参考非专利文献1)。通常,空白区的形状为球形。通过在这种空白区配置DUT,能够在抑制了来自周围的散射波的影响的状态下进行OTA试验。

专利文献1:日本专利申请2018-223942

专利文献2:US2019/0302184

非专利文献1:3GPP TR 38.810V16.2.0(2019-03)

在专利文献2中所记载的试验装置中,在电波暗箱内设置有能够与DUT的被试验天线收发信号的多个试验用天线,并且测量DUT的RF特性或RRM特性。在RF特性或RRM特性的测量中,通常使用远场测量(FFM(Far Field Measurement))。在专利文献2的试验用天线中分别设置有具有曲面状的反射面的反射器,将从试验用天线发射的电波朝向DUT进行反射或将从DUT发射的电波朝向试验用天线进行反射。然而,在专利文献2中所记载的试验装置中,在所有试验用天线中分别设置有反射器,因此结构复杂,并且还具备使试验用天线移动的机构。因此,需要较大的电波暗箱及用于设置该电波暗箱的较宽的设置面积。

发明内容

本发明是为了解决这种以往的课题而完成的,其目的在于提供一种能够以高精度且低成本来实施关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量的试验装置及试验方法。

为了解决上述课题,本发明所涉及的试验装置测量具有被试验天线110的被试验对象100的发送特性或接收特性,所述试验装置1为如下结构,即,具备:电波暗箱50,具有不受周围电波环境影响的内部空间51;试验用天线6,设置于所述内部空间内,并且在与所述被试验天线之间发送或接收无线信号;反射器7,设置于所述内部空间内,并且反射所述无线信号;1个或多个反射镜9b、9c、9d、9e、9f,设置于所述内部空间内,并且反射所述无线信号;及测量装置2,使用所述试验用天线对配置于所述内部空间的空白区QZ内的所述被试验对象进行所述被试验对象的发送特性或接收特性的测量,所述试验用天线包含经由所述反射器在与所述被试验天线之间发送或接收所述无线信号的反射器反射型试验用天线6a及经由所述1个或多个反射镜中的至少1个在与所述被试验天线之间发送或接收所述无线信号的反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f。

如上所述,多个试验用天线包含经由反射器在与被试验天线之间发送或接收无线信号的反射器反射型试验用天线及经由反射镜在与被试验天线之间发送或接收无线信号的反射镜反射型试验用天线。通过反射镜能够改变电波的传播方向,因此在电波暗箱内的有限的小空间中也能够加长电波的传播距离。由此,能够确保远场测量所需的试验用天线与被试验天线之间的距离(以下,有时也称为天线之间距离)。因此,根据该结构,与使用以往的反射器的天线的装置相比,能够对电波暗箱进行小型化,并且降低试验装置的成本。

而且,多个试验用天线成为包含使用反射器而间接性地收发无线信号的反射器反射型试验用天线及经由反射镜收发无线信号的反射镜反射型试验用天线的混合结构。由此,将结构复杂的反射器反射型试验用天线的个数抑制在最小限度,另一方面,当单独使用相比于反射镜反射型试验用天线能够形成相对较宽的空白区的反射器反射型试验用天线时,还能够利用较宽的空白区。因此,本发明所涉及的试验装置能够以高精度且低成本来实施关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量。

并且,在本发明所涉及的试验装置中,可以是如下结构,即,有多个所述反射镜,反射来自所述反射镜反射型试验用天线的所述无线信号的所述多个反射镜配置成在所述被试验对象的配置位置P0上以来自所述反射器反射型试验用天线的电波到来方向为基准形成彼此不同的到来角度。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置根据,反射器反射型试验用天线与反射镜反射型试验用天线的组合而到来角度不同,因此通过切换使用与反射器反射型试验用天线一同使用的反射镜反射型试验用天线来改变到来角度而能够有效地进行被试验对象的RRM特性等收发特性的远场测量。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,有多个所述反射镜,所述多个反射镜配置成各反射镜面与通过所述被试验对象的配置位置P0的1个平面交叉。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置轻松地进行设置试验装置时的定位工作。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,所述1个或多个反射镜包含第1反射镜9b、第2反射镜9c、第3反射镜9d、第4反射镜9e及第5反射镜9f,所述反射镜反射型试验用天线包含经由所述第1反射镜收发所述无线信号的第1试验用天线6b、经由所述第2反射镜收发所述无线信号的第2试验用天线6c、经由所述第3反射镜收发所述无线信号的第3试验用天线6d、经由所述第4反射镜收发所述无线信号的第4试验用天线6e及经由所述第5反射镜收发所述无线信号的第5试验用天线6f。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置能够轻松且单独地调整试验用天线与被试验天线之间的距离。并且,能够以来自反射器反射型试验用天线的电波到来方向为基准轻松地形成彼此不同的5个到来角度(例如,30°、60°、90°、120°、150°)。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,有多个所述反射镜,所述试验装置还具备:方向变更装置60,以朝向所述多个反射镜中的1个的方式变更所述反射镜反射型试验用天线的电波发送方向。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置通过对多个反射镜共享1个反射镜反射型试验用天线,无需设置多个反射镜反射型试验用天线,从而能够进一步降低成本。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,所述1个或多个反射镜包含第1反射镜9b、第2反射镜9c、第3反射镜9d、第4反射镜9e及第5反射镜9f,所述反射镜反射型试验用天线包含经由通过所述方向变更装置从所述多个反射镜选择的1个反射镜收发所述无线信号的试验用天线6g。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置能够以来自反射器反射型试验用天线的电波到来方向为基准轻松地形成彼此不同的5个到来角度(例如,30°、60°、90°、120°、150°)。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,从所述反射镜反射型试验用天线经由所对应的所述反射镜至所述被试验天线的距离大于2D2/λ,其中,D为所述被试验天线的天线尺寸,λ为从所述反射镜反射型试验用天线发送的电波的波长。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置中,被试验天线配置成从反射镜反射型试验用天线经由反射镜至少分开2D2/λ,因此在具有较小的内部空间的电波暗箱中也能够可靠地进行被试验对象的远场测量。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,所述反射器具有以曲面状弯曲的反射面,所述反射镜具有平坦的镜面。

根据该结构,本发明所涉及的试验装置中,对于能够确保远场测量所需的天线之间距离的装置,使用直接型试验用天线,仅对无法确保远场测量所需的天线之间距离的装置,能够使用反射镜反射型试验用天线。由此,能够减少反射镜的个数。

并且,本发明所涉及的试验装置可以是如下结构,即,所述反射器反射型试验天线配置于所述反射器的焦点位置F,将从所述反射器反射型试验天线发射的球面波的电波转换为平面波的电波而发送至所述被试验对象,并且使从所述被试验对象发射且入射于所述反射器的平面波的电波会聚于试验用天线。

并且,本发明所涉及的试验方法使用测量具有被试验天线110的被试验对象100的发送特性或接收特性的试验装置1,其中,所述试验装置具备:电波暗箱50,具有不受周围电波环境影响的内部空间51;试验用天线6,设置于所述内部空间内,并且在与所述被试验天线之间发送或接收无线信号;反射器7,设置于所述内部空间内,并且反射所述无线信号;1个或多个反射镜9b、9c、9d、9e、9f,设置于所述内部空间内,并且反射所述无线信号;及测量装置2,使用所述试验用天线对配置于所述内部空间的空白区QZ内的所述被试验对象进行所述被试验对象的发送特性或接收特性的测量,所述试验用天线包含经由所述反射器在与所述被试验天线之间发送或接收所述无线信号的反射器反射型试验用天线6a及经由所述1个或多个反射镜中的至少1个在与所述被试验天线之间发送或接收所述无线信号的反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f,所述试验方包括:从所述试验用天线中选择所使用的试验用天线的步骤;依次改变配置于所述空白区内的所述被试验对象的姿势的步骤;及当所述被试验对象的姿势每次发生变化时,使用所述选择的试验用天线而进行所述被试验对象的发送特性或接收特性的测量的步骤。

如上所述,使用本发明所涉及的试验方法的试验装置中,多个试验用天线包含经由反射器在与被试验天线之间发送或接收无线信号的反射器反射型试验用天线及经由反射镜在与被试验天线之间发送或接收无线信号的反射镜反射型试验用天线。通过反射镜能够改变电波的传播方向,因此在电波暗箱内的有限的小空间中能够加长电波的传播距离,由此,能够确保远场测量所需的试验用天线与被试验天线之间的距离。因此,能够使用小型且低成本的电波暗箱。

并且,使用本试验方法的试验装置中,多个试验用天线成为包含使用反射器而间接性地收发无线信号的反射器反射型试验用天线及经由反射镜收发无线信号的反射镜反射型试验用天线的混合结构。由此,将结构复杂的反射器反射型试验用天线的个数抑制在最小限度,另一方面,当单独使用相比于反射镜反射型试验用天线能够形成相对较宽的空白区的反射器反射型试验用天线时,能够利用较宽的空白区。因此,本发明所涉及的试验方法能够以高精度且低成本来实施关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量。

发明效果

根据本发明,能够提供一种能够以高精度且低成本来实施关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量的试验装置及试验方法。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的试验装置整体的概略结构的图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的试验装置的功能结构的框图。

图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的试验装置的综合控制装置的功能结构的框图。

图4是表示本发明的第1实施方式所涉及的试验装置的NR系统模拟器的功能结构的框图。

图5是用于说明电波在天线AT与无线终端之间传播时的近场及远场的示意图。

图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的试验装置中所使用的反射器的结构的示意图。

图7是拆除本发明的第1实施方式所涉及的试验装置的OTA暗室的顶板而从上方观察的俯视图。

图8是拆除OTA暗室的正面侧的侧板而从正面侧观察的主视图。

图9是表示OTA暗室内的反射镜及反射镜反射型试验用天线的配置的示意图。

图10是表示使用本发明的第1实施方式所涉及的试验装置而进行的试验方法的概略的流程图。

图11是在本发明的第2实施方式所涉及的试验装置中,拆除OTA暗室的正面侧的侧板而从正面侧观察的主视图。

图12是表示第2实施方式所涉及的OTA暗室内的反射镜及反射镜反射型试验用天线的配置的示意图。

图13是表示第2实施方式所涉及的反射镜及反射镜反射型试验用天线的示意图。

图14是拆除本发明的第3实施方式所涉及的试验装置的OTA暗室的顶板而从上方观察的俯视图。

图15是在本发明的第3实施方式所涉及的试验装置中,拆除OTA暗室的正面侧的侧板而从正面侧观察的主视图。

具体实施方式

以下,参考附图对本发明的实施方式所涉及的试验装置及试验方法进行说明。另外,各附图上的各构成要件的尺寸比并不一定与实际尺寸比一致。

(第1实施方式)

本实施方式所涉及的试验装置1测量具有天线110的DUT100的发送特性或接收特性,例如测量DUT100的RF特性或RRM特性。因此,试验装置1具备OTA暗室50、多个试验用天线6a、6b、6c、6d、6e、6f(以下,有时也标记为试验用天线6)、姿势可变机构56、综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号处理部40及信号切换部41。另外,本实施方式的OTA暗室50与本发明的电波暗箱对应,本实施方式的综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号处理部40及信号切换部41与本发明的测量装置2对应。

图1表示试验装置1的外观结构,图2表示试验装置1的功能模块。其中,在图1中示出了从正面透视了OTA暗室50的状态下的各构成要件的配置方式。

如图1及图2所示,OTA暗室50具有不受周围电波环境影响的内部空间51。试验用天线6设置于OTA暗室50的内部空间51,并且在与天线110之间发送或接收用于测量DUT100的发送特性或接收特性的无线信号。姿势可变机构56改变OTA暗室50的内部空间51的配置于空白区QZ内的DUT100的姿势。综合控制装置10、NR系统模拟器20、信号处理部40及信号切换部41使用1个或2个试验用天线6对通过姿势可变机构56改变了姿势的DUT100进行DUT100的发送特性或接收特性的测量。

试验装置1例如与具有图1所示的多个机架90a的机架结构体90一同使用,且以在各机架90a上载置有各构成要件的方式运用。图1表示在机架结构体90的3个机架90a上分别载置有综合控制装置10、NR系统模拟器20及OTA暗室50的例子。以下,对各构成要件进行说明。

(OTA暗室)

OTA暗室50实现进行5G用无线终端的性能试验时的OTA试验环境,如图1、图2所示,例如由具有长方体形状的内部空间51的金属制的框体主体部52构成。OTA暗室50以防止来自外部的电波的侵入及电波向外部发射的状态在内部空间51内容纳DUT100及与DUT100的天线110对置的多个试验用天线6。虽然在后面进行说明,但作为试验用天线6,例如能够使用喇叭天线等具有指向性的毫米波用天线。

并且,在OTA暗室50的内面整个区域即框体主体部52的底面52a、侧面52b及上表面52c整个表面粘贴有电波吸收体55,从而确保内部空间的消声特性,并且电波向外部的发射限制功能得到强化。如此,OTA暗室50实现具有不受周围电波环境影响的内部空间51的电波暗箱。本实施方式中使用的电波暗箱例如为Anechoic(无反射)型电波暗箱。

(DUT)

设为被试验对象的DUT100例如为智能手机等无线终端。作为DUT100的通信标准,可举出蜂窝(LTE、LTE-A、W-CDMA(注册商标)、GSM(注册商标)、CDMA2000、1xEV-DO、TD-SCDMA等)、无线LAN(IEEE802.11b/g/a/Wac/ad等)、B1uetooth(注册商标)、GNSS(GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou等)、FM及数字广播(DVB-H、ISDB-T等)。并且,DUT100也可以是收发与5G蜂窝等对应的毫米波带的无线信号的无线终端。

在本实施方式中,DUT100为5G NR的无线终端。关于5G NR的无线终端,根据5G NR标准,规定将除了毫米波带以外还包含LTE等中使用的其他频带的既定频带设为可通信频率范围。因此,DUT100的天线110发送或接收DUT100的发送特性或接收特性的被测量对象即既定频带(5GNR波段)的无线信号。天线110例如为Massive-MIMO天线等阵列天线,相当于本发明中的被试验天线。

在本实施方式中,DUT100在OTA暗室50内的与收发相关的测量中,经由多个试验用天线6中所选择的1个或2个试验用天线能够收发试验信号及被测量信号。

(姿势可变机构)

接着,对设置于OTA暗室50的内部空间51的姿势可变机构56进行说明。如图1所示,在OTA暗室50的框体主体部52的内部空间51侧的底面52a设置有改变配置于空白区QZ内的DUT100的姿势的姿势可变机构56。姿势可变机构56例如为具备围绕2个轴的各轴旋转的旋转机构的双轴定位器。姿势可变机构56构成以固定了试验用天线6的状态使DUT100具有绕2个轴的旋转自由度进行旋转的OTA试验系统(Combined-axes system:复合轴系统)。具体而言,姿势可变机构56具有驱动部56a、转台56b、支柱56c及作为被试验对象载置部的DUT载置部56d。

驱动部56a由产生旋转驱动力的步进马达等驱动用马达构成,例如设置于底面52a。转台56b通过驱动部56a的旋转驱动力而围绕彼此正交的2个轴中的1个轴旋转规定角度。支柱56c与转台56b连结,从转台56b沿1个轴的方向延伸,并且通过驱动部56a的旋转驱动力与转台56b一同旋转。DUT载置部56d从支柱56c的侧面沿2个轴中的另1个轴的方向延伸,并且通过驱动部56a的旋转驱动力围绕另1个轴旋转规定角度。DUT100载置于DUT载置部56d。

另外,上述的1个轴例如为相对于底面52a沿铅垂方向延伸的轴(图中的Y轴)。并且,上述的另1个轴例如为从支柱56c的侧面沿水平方向延伸的轴。如此构成的姿势可变机构56能够使保持于DUT载置部56d的DUT100以如下方式旋转,例如,以DUT100的中心为旋转中心(也称为“配置位置”),以天线110相对于试验用天线6及反射器7朝向三维的所有方向的状态能够依次改变姿势。

在OTA试验系统中,在姿势可变机构56的2个旋转轴的交点即旋转中心(也称为原点)配置DUT100的中心或天线110的中心。DUT100的“配置位置P0”为OTA试验系统的原点,是配置于OTA暗室50内的DUT100的中心或天线110的中心的位置。即,DUT100的配置位置P0与通过姿势可变机构56使DUT100围绕2个轴周旋转时的不动的旋转中心对应。另外,当已知DUT100内的天线110的位置及天线尺寸时,若将DUT100的配置位置P0设为天线110的中心的位置,则能够大幅缩短为了形成远场而所需的从试验用天线6至天线110的距离。

(链路天线)

在OTA暗室50中,在框体主体部52的所需位置上分别使用保持件57、59安装有用于在与DUT100之间建立或维持链路(呼叫)的两种链路天线5、8。链路天线5为LTE用链路天线,且在非独立模式(Non-Standalone mode)下使用。另一方面,链路天线8为5G用链路天线,用于维持5G的呼叫。链路天线5、8以相对于保持于姿势可变机构56的DUT100具有指向性的方式分别由保持件57、59保持。另外,代替使用上述链路天线5、8,也能够将试验用天线6作为链路天线来兼用,因此,以下,以试验用天线6兼作链路天线的功能为例子进行说明。

(近场及远场)

接着,对近场及远场进行说明。图5是表示朝向无线终端100A而从天线AT发射的电波的传播方式的示意图。天线AT与作为后面说明的一次辐射器的试验用天线6a或反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f相等。无线终端100A与DUT100相等。在图5中,图5(a)示出了电波从天线AT直接传播至无线终端100A的DFF(Direct Far Field:直接远场)方式,图5(b)示出了电波从天线AT经由具有旋转抛物面的反射镜7A传播至无线终端100A的IFF(Indirect Far Field:间接远场)方式。

如图5(a)所示,将天线AT设为辐射源的电波具有连结了同相位的点的面(波面)以辐射源为中心以球状扩展的同时传播的性质。此时,如虚线所示,还产生散射、折射、反射等由干扰产生的干涉波。并且,在离辐射源较近的距离上,波面为弯曲的球面(球面波),但若离辐射源变远,则波面接近平面(平面波)。通常,需要将波面考虑为球面的区域被称为近场(NEAR FIELD),将波面并不视为平面的区域被称为远场(FAR FIELD)。在图5(a)所示的电波的传播中,无线终端100A在进行准确地测量的基础上,与其接收球面波相比,优选接收平面波。

若要接收平面波,则需要将无线终端100A设置于远场。当不知DUT100内的天线110的位置及天线尺寸时,远场成为从天线AT超过2D0 2/λ的区域。在此,D0为无线终端100A的最大直线尺寸,λ为电波的波长。

具体而言,例如,当将无线终端100A的最大直线尺寸设为D0=0.2m,将电波的频率设为43.5GHz时,距天线AT为11.6m的位置成为近场与远场的边界,从而需要在比其更远的位置上放置无线终端100A。

另一方面,当已知DUT100内的天线110的位置及天线尺寸时,远场成为从天线AT超过2D2/λ的区域。在此,D为天线尺寸,λ为电波的波长。

具体而言,例如,当将无线终端100A的天线尺寸设为D=0.03m,将电波的频率设为43.5GHz时,距天线AT为26.2cm的位置成为近场与远场的边界,从而需要在比其更远的位置上放置无线终端100A。并且,例如,将无线终端100A的天线尺寸设为D=0.04m,将电波的频率设为43.5GHz时,距天线AT为46.5cm的位置成为近场与远场的边界。

另外,在本实施方式中,设为对象的DUT100的最大直线尺寸D例如为20cm左右,所采用的频率范围假定为24.25GHz~43.5GHz。

图5(b)表示以反射天线AT的电波而使其反射波到达无线终端100A的位置的方式配置具有旋转抛物面的反射镜7A的方法(CATR(Compact Antenna Test Range:紧缩天线测试场)方式)。根据该方法,能够缩短天线AT与无线终端100A之间的距离,并且平面波的区域从反射镜7A的镜面中的反射后笔直的距离开始扩展,因此也能够预计传播损失的减少效果。平面波的程度能够用同相位的波的相位差来表示。作为平面波的程度而能够允许的相位差例如为λ/16。相位差例如能够通过矢量网络分析仪(VNA)来进行评价。

(试验用天线)

接着,对试验用天线6进行说明。

图7是拆除本实施方式所涉及的试验装置1的OTA暗室50的顶板而从上方观察的俯视图,图8是拆除OTA暗室50的正面侧的侧板(图7中的下侧的侧板)而从正面侧观察的主视图。

如图7、图8所示,试验用天线6包含1个反射器反射型试验用天线6a及5个反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f。反射器反射型试验用天线6a经由反射器7在与天线110之间发送或接收用于测量DUT100的发送特性或接收特性的无线信号(以下,也称为测量用无线信号)。反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f分别经由反射镜9b、9c、9d、9e、9f在与DUT100所具备的天线110之间发送或接收用于测量DUT100的发送特性或接收特性的无线信号。各试验用天线6具备水平偏振波天线及垂直偏振波天线(参考图2)。以下,有时将反射镜9b、9c、9d、9e、9f也简记为反射镜9。

(反射器反射型试验用天线)

首先,对反射器反射型试验用天线6a进行说明。

反射器反射型试验用天线6a作为一次辐射器而发挥功能,且具备水平偏振波天线6aH及垂直偏振波天线6aV(参考图2)。反射器7具有以曲面状弯曲的反射面且反射测量用无线信号的电波,并且具有后述的偏置抛物面(参考图6)型结构。反射器7例如为铝制。如图1所示,反射器7使用反射器保持件58而安装于OTA暗室50的侧面52b的所需位置。

反射器7通过旋转抛物面接收从其旋转抛物面配置于规定的焦点位置F上的作为一次辐射器的试验用天线6a发射的试验信号的电波,并且朝向保持于姿势可变机构56的DUT100反射(发送时)。并且,反射器7通过旋转抛物面接收从接收了上述试验信号的DUT100从天线110发射的被测量信号的电波,并且朝向试验用天线6a反射(接收时)。反射器7以能够同时进行这些发送及接收的位置及姿势来配设。即,反射器7经由旋转抛物面反射在试验用天线6a与DUT100的天线110之间收发的无线信号的电波。

图6是表示反射器7的结构的示意图。反射器7为偏置抛物面型,且具有相对于旋转抛物面的轴RS非对称的镜面(切出了正圆型抛物面的旋转抛物面的一部分的形状)。作为一次辐射器的试验用天线6a以其波束轴BS相对于旋转抛物面的轴RS例如倾斜角度α(例如30°)的偏移状态配置于偏置抛物面的焦点位置F。换言之,试验用天线6a配置成以仰角α来与反射器7对置,且保持成试验用天线6a的接收面相对于无线信号的波束轴BS成为直角的角度。

根据该结构,能够通过旋转抛物面使从试验用天线6发射的电波(例如,相对于DUT100的试验信号)沿与该旋转抛物面的轴向平行的方向反射,并且通过该旋转抛物面反射沿与旋转抛物面的轴向平行的方向入射于旋转抛物面的电波(例如,从DUT100发送的被测量信号),并引向试验用天线6a。换言之,反射器7将从试验用天线6a发射的球面波的电波转换为平面波的电波并发送至DUT100,并且使从DUT100发射并入射于反射器7的平面波的电波会聚于试验用天线6a。偏置抛物面与抛物面型相比,不仅可使反射器7自身缩小,而且能够实现镜面垂直接近的配置,因此能够对OTA暗室50的结构进行小型化。

由图8可知,反射器反射型试验用天线6a配置于比通过DUT100的配置位置P0的平面HP更靠下方的位置。从试验用天线6a发射且由反射器7反射的电波束沿Z轴负方向传播,并且形成半径r2的空白区QZ。在反射器7的开口中心的位置P1反射的电波束的中心沿Z轴负方向传播而到达DUT100的配置位置P0。

(反射镜反射型试验用天线)

接着,对反射镜反射型试验用天线6进行说明。

反射镜反射型试验用天线6经由反射测量用无线信号的电波的反射镜9在与DUT100的天线110之间发送或接收无线信号。具体而言,反射镜反射型试验用天线6包含第1试验用天线6b、第2试验用天线6c、第3试验用天线6d、第4试验用天线6e及第5试验用天线6f。并且,反射镜9包含第1反射镜9b、第2反射镜9c、第3反射镜9d、第4反射镜9e及第5反射镜9f。各反射镜9例如为铝制,且具有平坦的镜面。

具体而言,第1试验用天线6b经由第1反射镜9b在与DUT100的天线110之间收发无线信号,第2试验用天线6c经由第2反射镜9c收发无线信号,第3试验用天线6d经由第3反射镜9d收发无线信号,第4试验用天线6e经由第4反射镜9e收发无线信号,第5试验用天线6f经由第5反射镜9f收发无线信号。

并且,反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f分别具有水平偏振波天线6bH、6cH、6dH、6eH、6fH,并且分别具有垂直偏振波天线6bV、6cV、6dV、6eV、6fV(参考图2)。

反射镜9配置成各反射镜的反射面与通过DUT100的配置位置P0的水平面HP交叉。具体而言,反射镜9b、9c、9d、9e、9f以DUT100的配置位置P0为中心配置于半径r1的假想球面S上且水平面HP上。“反射镜配置于假想球面S上且水平面HP上”是指,在各反射镜9b、9c、9d、9e、9f的反射面上,电波束的中心反射的反射点P2、P3、P4、P5、P6位于假想球面S上且水平面HP上。

反射镜9b、9c、9d、9e、9f其配置并不限定于水平面HP上,也可以配置于通过DUT100的配置位置P0的任意的平面上,无需一定要配置于同一平面上。并且,反射镜9b、9c、9d、9e、9f无需从DUT100配置于相同的距离上,也可以具有反射镜9b、9c、9d、9e、9f分别与DUT100不同的距离。

反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f配置于比通过DUT100的配置位置P0的水平面HP更靠下方的位置。从反射镜反射型试验用天线6发射的电波束在所对应的反射镜9上进行镜面反射。只要由各反射镜9反射的电波束到达DUT100,则该电波束的各反射镜9上的入射角及反射角可以按每个反射镜不同,也可以相同。在本实施方式中,反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f通过支承件支承于OTA暗室50的底面52a上,但也可以配置于比水平面HP更靠上方的位置或水平面HP上。

在本实施方式中,在反射镜反射型试验用天线6与DUT100之间的电波的传播路径中配置有1个反射镜9,但也可以配置2以上的反射镜。即,也可以在电波的传播中,通过多个反射镜进行多次镜面反射,以确保远场测量所需的天线之间距离。

在本实施方式中,反射来自反射镜反射型试验用天线6的无线信号的反射镜9b、9c、9d、9e、9f在DUT100的配置位置P0上,配置成以来自反射器反射型试验用天线6a及反射器7的电波到来方向为基准形成彼此不同的到来角度。由此,根据反射器反射型试验用天线6a与反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f中的1个的组合而到来角度不同,因此通过切换使用反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f改变到来角度而能够有效进行DUT100的RRM特性等收发特性的远场测量。

如图7所示,例如从反射镜反射型试验用天线6b经由反射镜9b发送的电波束在DUT100的配置位置P0上以来自反射器反射型试验用天线6a的电波到来方向(Z轴)为基准形成30°的到来角度。同样地,从反射镜反射型试验用天线6c、6d、6e、6f分别经由反射镜9c、9d、9e、9f发送的电波束分别形成60°、90°、120°、150°的到来角度。即,第1~第5试验用天线6b、6c、6d、6e、6f能够与反射器反射型试验用天线6a一同实现相对的到来角度30°、60°、90°、120°、150°。如此,能够均匀且无遗漏地测量规定的角度范围内,因此能够以高精度进行DUT100的RRM特性等收发特性的远场测量。由此,能够以高精度测量标准3GPP TR38.810V16.2.0(2019-03)中所规定的RRM特性。

在此,“到来角度(AoA)”是指,从试验用天线6来到配置位置P0的电波束或电波束的中心相对于通过DUT100的配置位置P0的特定的直线(例如Z轴)所形成的角度。到来角度能够通过2个试验用天线来规定。在该情况下,将以从1个试验用天线来到配置位置P0的电波束的方向即电波到来方向为基准而从另1个试验用天线来到配置位置P0的电波束或电波束的中心所形成的角度称为“到来角度”或“相对的到来角度”。

当已知天线110的天线尺寸D时,使从反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f经由所对应的反射镜9b、9c、9d、9e、9f至DUT100的天线110的距离大于2D2/λ即可。D为天线110的天线尺寸,λ为从反射镜反射型试验用天线6发送的电波的波长,由此,能够进行DUT100的远场测量。

图9是表示OTA暗室50内的反射镜9f及反射镜反射型试验用天线6f的配置的示意图。在图9中,省略了其他反射镜及试验用天线的图示。试验用天线6f配置于比水平面HP更靠下方的位置,反射镜9f配置成反射镜面上的电波束的反射点P6位于水平面HP上。从试验用天线6f发射的电波束由反射镜9f反射而发送至DUT100的配置位置P0。并且,从DUT100的天线110发射的电波束由反射镜9f反射而发送至试验用天线6f。若设为没有反射镜9f,则成为在OTA暗室50的外部配置试验用天线6A,从而无法确保远场测量所需的天线之间距离(P0-PA之间距离)。通过反射镜9f弯曲电波束的传播路径,由此能够将试验用天线6f配置于OTA暗室50内,并且能够确保远场测量所需的天线之间距离。

具体而言,在图9中,将P0-P6之间距离和P6-P16之间距离加在一起的距离与远场测量所需的天线之间距离即P0-PA之间距离相等。P6表示从试验用天线6f发射的电波束在反射镜9f上反射的反射点,P16为试验用天线6f的开口中心,PA为假想试验用天线6A的开口中心。P0-P6之间的传播路径位于水平面HP上。另外,从反射器反射型试验用天线6a发射的电波束在反射器7上的反射点P1上反射而发送至DUT100的配置位置P0,P1-P0之间的传播路径也位于水平面HP上。

反射器反射型试验用天线6a形成所谓的间接远场(IFF),反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f形成直接远场(DFF)。间接远场是指由使用将球面波转换为平面波的反射器的反射型天线形成的远场,直接远场是指由不使用这种反射器的天线形成的远场。另外,反射镜反射型试验用天线6使用反射镜来反射电波束,但电波束从试验用天线进行至远场的距离与没有反射镜的情况相同,因此能够视为DEF型天线。

反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f及反射镜9b、9c、9d、9e、9f配置于在反射器反射型试验用天线6a的反射器7中反射而通过空白区QZ的电波束的路径外。根据该结构,本实施方式所涉及的试验装置1能够形成良好的空白区QZ。

另外,在本实施方式中,具备各5个反射镜反射型天线6及反射镜9,但个数并不限定于此,能够根据试验内容将各个数设为任意的数。

并且,在本实施方式中,设为反射镜反射型的各试验用天线6b、6c、6d、6e、6f所形成的空白区与反射器反射型试验用天线6a所形成的空白区QZ相同,但并不限定于此。也可以使反射镜反射型的各试验用天线6b、6c、6d、6e、6f所形成的空白区与反射器反射型试验用天线6a所形成的空白区QZ不同。例如,若扩展反射器反射型试验用天线6a所形成的空白区QZ,则当单独使用反射器反射型试验用天线6a而测量RF特性等时,能够利用较宽的空白区。

接着,参考图2~图4对本实施方式所涉及的试验装置1的综合控制装置10及NR系统模拟器20进行说明。

(综合控制装置)

如以下说明,综合控制装置10集中控制NR系统模拟器20或姿势可变机构56。因此,综合控制装置10例如经由以太网(注册商标)等网络19与NR系统模拟器20或姿势可变机构56以能够彼此进行通信的方式连接。

图3是表示综合控制装置10的功能结构的框图。如图3所示,综合控制装置10具有控制部11、操作部12及显示部13。控制部11例如由计算机装置构成。如图3所示,该计算机装置例如具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)11a、ROM(Read Only Memory:只读存储器)11b、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)11c及外部接口(I/F)部11d、未图示的硬盘驱动器装置等非易失性存储介质及各种输入输出端口。

CPU11a进行将NR系统模拟器20设为对象的集中控制。ROM11b存储用于启动CPU11a的OS(Operating System:操作系统)或其他程序及控制用参数等。RAM11c存储CPU11a在动作中使用的OS、应用程序的执行代码及数据等。外部接口(I/F)部11d具有输入规定的信号的输入接口功能及输出规定的信号的输出接口功能。

外部I/F部11d经由网络19以能够进行通信的方式与NR系统模拟器20连接。并且,外部I/F部11d经由网络19也与OTA暗室50中的姿势可变机构56连接。在输入输出端口连接有操作部12及显示部13。操作部12为用于输入指令等各种信息的功能部,显示部13为显示上述各种信息的输入画面及测量结果等各种信息的功能部。

上述的计算机装置通过CPU11a将RAM11c作为工作区而执行存储于ROM11b的程序而作为控制部11发挥功能。如图3所示,控制部11具有呼叫连接控制部14、信号收发控制部15及DUT姿势控制部17。呼叫连接控制部14、信号收发控制部15及DUT姿势控制部17也通过CPU11a在RAM11c的工作区执行存储于ROM11b的规定的程序来实现。

呼叫连接控制部14通过驱动试验用天线6而在与DUT100之间收发控制信号(无线信号),进行在NR系统模拟器20与DUT100之间建立呼叫(能够收发无线信号的状态)的控制。

信号收发控制部15监视操作部12中的用户操作,以由用户进行DUT100的发送特性及接收特性的测量所涉及的规定的测量开始操作为契机,经呼叫连接控制部14中的呼叫连接控制对NR系统模拟器20发送信号发送指令。而且,信号收发控制部15进行经由试验用天线6对NR系统模拟器20发送试验信号的控制,并且进行对NR系统模拟器20发送信号接收指令且经由试验用天线6接收被测量信号的控制。

并且,信号收发控制部15在使用2个试验用天线进行的RRM特性等收发特性的试验中,进行到来角度的设定、所使用的试验用天线的选择。具体而言,选择规定的多个到来角度(例如,30°、60°、90°、120°、150°)中的1个到来角度而设定为测量条件(存储于RAM11c等)。到来角度可以由用户选择,也可以由控制部11等自动选择。信号收发控制部15根据所设定的到来角度,从多个试验用天线6选择所使用的试验用天线。例如,当所设定的到来角度为30°时,信号收发控制部15选择反射器反射型试验用天线6a及反射镜反射型第1试验用天线6b作为所使用的试验用天线。因此,例如,在ROM11b中预先存储有表示到来角度与试验用天线之间的对应关系的到来角度-试验用天线对应表17b。另外,到来角度的设定或所使用的试验用天线的选择也可以使控制部11或NR系统模拟器20的控制部22进行。

DUT姿势控制部17控制测量保持于姿势可变机构56的DUT100时的姿势。为了实现该控制,例如,在ROM11b中预先存储有DUT姿势控制表17a。DUT姿势控制表17a例如当作为驱动部56a采用步进马达时,存储确定该步进马达的旋转驱动的驱动脉冲数(运转脉冲数)作为控制数据。

DUT姿势控制部17以如下方式驱动控制姿势可变机构56,即,将DUT姿势控制表17a展开于RAM11c的工作区,根据该DUT姿势控制表17a,如上所述,以使天线110依次朝向三维的所有方向的方式改变DUT100的姿势。

(NR系统模拟器)

如图4所示,本实施方式所涉及的试验装置1的NR系统模拟器20具有信号测量部21、控制部22、操作部23及显示部24。信号测量部21具有由信号发生部21a、数字/模拟转换器(DAC)21b、调制部21c、RF部21d的发送部21e构成的信号发生功能部及由RF部21d的接收部21f、模拟/数字转换器(ADC)21g及分析处理部21h构成的信号分析功能部。另外,信号测量部21也可以设置2组,以便能够应对所使用的2个试验用天线。

在信号测量部21的信号发生功能部中,信号发生部21a生成具有基准波形的波形数据,具体而言,例如生成I分量基带信号及其正交分量信号即Q分量基带信号。DAC21b将从信号发生部21a输出的具有基准波形的波形数据(I分量基带信号及Q分量基带信号)从数字信号转换为模拟信号并输出至调制部21c。调制部21c进行如下调制处理,即,分别对I分量基带信号及Q分量基带信号混合本地信号,并且合成两者而输出数字调制信号。RF部21d从调制部21c输出的数字调制信号生成与各通信标准的频率对应的试验信号,并通过发送部21e向信号处理部40输出所生成的试验信号。

信号处理部40具备进行在与所使用的1个试验用天线之间收发的信号的频率转换等信号处理的第1信号处理部40a及进行在与所使用的另1个试验用天线之间收发的信号的频率转换等信号处理的第2信号处理部40b。第1信号处理部40a对发送至所使用的1个试验用天线的试验信号实施信号处理而输出至信号切换部41。第2信号处理部40b对发送至所使用的另1个试验用天线的试验信号实施信号处理而输出至信号切换部41。信号切换部41以如下方式切换信号路径,即,在控制部22的控制下,第1信号处理部40a与所使用的1个试验用天线连接,且第2信号处理部40b与所使用的另1个试验用天线连接。因此,从第1信号处理部40a输出的试验信号经由信号切换部41发送至所使用的1个试验用天线,并且从该试验用天线朝向DUT100输出。并且,从第2信号处理部40b输出的试验信号经由信号切换部41发送至所使用的另1个试验用天线,并且从该试验用天线朝向DUT100输出。

并且,在信号测量部21的信号分析功能部中,RF部21d在将从通过天线110接收了上述试验信号的DUT100发送的被测量信号经由信号切换部41及信号处理部40由接收部21f接收的基础上,通过将该被测量信号与本地信号进行混合转换为中间频带的信号(IF信号)。ADC21g将通过RF部21d的接收部21f转换为IF信号的被测量信号从模拟信号转换为数字信号并输出至分析处理部21h。

分析处理部21h进行如下处理,即,通过对ADC21g输出的数字信号即被测量信号进行数字处理而生成分别与I分量基带信号及Q分量基带信号对应的波形数据的基础上,根据该波形数据分析I分量基带信号及Q分量基带信号。分析处理部21h在对DUT100的发送特性(RF特性)的测量中,例如能够测量等价各向同性辐射功率(Equivalent IsotropicallyRadiated Power:EIRP)、全辐射功率(Total Radiated Power:TRP)、杂散辐射、调制精度(EVM)、发送功率、星座图及光谱等。并且,分析处理部21h在对DUT100的接收特性(RF特性)的测量中,例如能够测量接收灵敏度、比特误码率(BER)及包出错率(PER)等。在此,EIRP为DUT100的天线110的主波束方向的无线信号强度。并且,TRP为从DUT100的天线110向空间发射的功率的合计值。

关于DUT100的RRM特性,分析处理部21h例如也能够分析从所选择的1个试验用天线向所选择的另1个试验用天线的切换动作是否正常进行等。

控制部22与上述的综合控制装置10的控制部11同样地,例如由包含CPU、RAM、ROM及各种输入输出接口的计算机装置构成。CPU进行用于实现信号发生功能部、信号分析功能部、操作部23及显示部24的各功能的规定的信息处理及控制。

操作部23及显示部24与上述计算机装置的输入输出接口连接。操作部23为用于输入指令等各种信息的功能部,显示部24为显示上述各种信息的输入画面及测量结果等各种信息的功能部。

在本实施方式中,将综合控制装置10及NR系统模拟器20设为分体装置,但也可以以1个装置来构成。在该情况下,也可以综合综合控制装置10的控制部11与NR系统模拟器20的控制部22并通过1个计算机装置来实现。

(信号处理部)

接着,对信号处理部40进行说明。

信号处理部40设置于NR系统模拟器20与信号切换部41之间,且具备进行在与所使用的1个试验用天线之间收发的信号的频率转换等信号处理的第1信号处理部40a及进行在与所使用的另1个试验用天线之间收发的信号的频率转换等信号处理的第2信号处理部40b。

第1信号处理部40a具备升频转换器、降频转换器、放大器及频率滤波器等,并且对发送至所使用的1个试验用天线的试验信号实施频率转换(上变频)、放大及频率选择等信号处理而输出至信号切换部41。并且,第1信号处理部40a对从所使用的1个试验用天线经由信号切换部41输入的被测量信号实施频率转换(下变频)、放大及频率选择等信号处理而输出至信号测量部21。

第2信号处理部40b具备升频转换器、降频转换器、放大器及频率滤波器等,并且对发送至所使用的另1个试验用天线的试验信号实施频率转换(上变频)、放大及频率选择等信号处理而输出至信号切换部41。并且,第2信号处理部40b对从所使用的另1个试验用天线经由信号切换部41输入的被测量信号实施频率转换(下变频)、放大及频率选择等信号处理而输出至信号测量部21。

信号切换部41设置于信号处理部40与试验用天线6之间,且以如下方式切换信号路径,即,在控制部22的控制下,第1信号处理部40a与所使用的1个试验用天线连接,和/或,第2信号处理部40b与所使用的另1个试验用天线连接。信号切换部41也可以包含于信号处理部40。

(试验方法)

接着,参考图10的流程图对使用本实施方式所涉及的试验装置1进行的试验方法进行说明。以下,对使用2个试验用天线进行的试验(例如RRM特性等收发特性的测量)进行说明,但这是试验方法的一例,根据试验的种类而具体的试验方法不同是显而易见的。

首先,用户对设置于OTA暗室50的内部空间51内的姿势可变机构56的DUT载置部56d设置试验对象的DUT100(步骤S1)。

接着,用户使用综合控制装置10的操作部12进行命令控制部11开始测量DUT100的发送特性及接收特性的测量开始操作。该测量开始操作也可以由NR系统模拟器20的操作部23进行。

控制部11设定预先设定的到来角度中的1个(步骤S2)。例如,当预先设定的到来角度为30°、60°、90°、120°、150°时,控制部11选择其中的1个到来角度(例如30°),并设定为需测量的到来角度(例如存储于RAM11c)。到来角度的设定也可以由用户进行。

接着,控制部11根据在步骤S2中设定的到来角度,选择实现其到来角度的2个试验用天线6。例如,当所设定的到来角度为30°时,选择试验用天线6a及试验用天线6b,当所设定的到来角度为60°时,选择试验用天线6a及试验用天线6c,当所设定的到来角度为90°时,选择试验用天线6a及试验用天线6d,当所设定的到来角度为120°时,选择试验用天线6a及试验用天线6e,当所设定的到来角度为150°时,选择试验用天线6a及试验用天线6f。

接着,NR系统模拟器20的控制部22进行将信号路径切换到所选择的试验用天线6的控制。具体而言,NR系统模拟器的控制部22从控制部11获取所选择的2个试验用天线的信息,并将切换信号发送至信号切换部41。信号切换部41按照切换信号切换信号路径,以使所选择的试验用天线6与信号处理部40连接。

控制部11的呼叫连接控制部14通过使用所选择的试验用天线6,并且在与DUT100之间收发控制信号(无线信号),实施呼叫连接控制(步骤S4)。具体而言,NR系统模拟器20经由试验用天线6对DUT100无线发送具有规定频率的控制信号(呼叫连接请求信号)。另一方面,接收了该呼叫连接请求信号的DUT100在设定了请求连接的频率的基础上,回复控制信号(呼叫连接响应信号)。NR系统模拟器20接收该呼叫连接响应信号并确认已正常进行响应。这些一系列处理为呼叫连接控制。通过该呼叫连接控制,在NR系统模拟器20与DUT100之间,建立经由所选择的试验用天线6能够收发规定频率的无线信号的状态。

另外,通过DUT100接收从NR系统模拟器20经由试验用天线6发送过来的无线信号的处理被称为下行链路(DL)处理。相反,通过DUT100经由试验用天线6对NR系统模拟器20发送的无线信号的处理被称为上行链路(UL)处理。试验用天线6为了执行建立链路(呼叫)的处理以及建立链路后的下行链路(DL)及上行链路(UL)的处理而使用,并且兼备链路天线的功能。

在建立步骤S4中的呼叫连接之后,综合控制装置10的DUT姿势控制部17通过姿势可变机构56将配置于空白区QZ内的DUT100的姿势控制为规定的姿势(步骤S5)。

在DUT100通过姿势可变机构56控制为规定的姿势之后,综合控制装置10的信号收发控制部15对NR系统模拟器20发送信号发送指令。NR系统模拟器20根据该信号发送指令,经由所选择的试验用天线6向DUT100发送试验信号(步骤S6)。

关于基于NR系统模拟器20的试验信号发送控制,以如下方式实施。在NR系统模拟器20(参考图4)中,信号发生部21a在接收了上述信号发送指令的控制部22的控制下,产生用于生成试验信号的信号。接着,DAC21b对由信号发生部产生的信号进行数字/模拟转换处理。接着,调制部21c对通过数字/模拟转换而获得的模拟信号进行调制处理。接着,RF部21d从调制信号生成与各通信标准的频率对应的试验信号,发送部21e将该试验信号(DL数据)发送至信号处理部40。

信号处理部40设置于OTA暗室50内,进行频率转换(上变频)、放大及频率选择等信号处理,并输出至切换部140。切换部140将通过信号处理部40进行了信号处理的信号发送至所选择的试验用天线6,试验用天线6朝向DUT100输出该信号。另外,为了进行与控制部11的试验用天线6的选择相对应的2个试验用天线的信号处理,也能够在信号处理部40中进行多个信号的处理。在该情况下,设置切换试验用天线6a、6b、6c、6d、6e、6f与2个信号处理部40的连接的转换机构而进行多个试验信号的信号处理。

另外,信号收发控制部15在步骤S6中开始试验信号发送的控制之后,DUT100的发送特性及接收特性的测量结束为止的期间,以适当的定时发送试验信号的方式进行控制。

另一方面,DUT100以根据在步骤S5中进行的上述姿势控制而依次变化的不同的姿势的状态通过天线110接收经由试验用天线6发送过来的试验信号(DL数据),并且发送相对于该试验信号的响应信号即被测量信号。

在步骤S6中开始试验信号的发送之后,继续在基于信号收发控制部15的控制下进行接收处理(步骤S7)。在该接收处理中,试验用天线6接收从接收了上述试验信号的DUT100发送的被测量信号,并输出至信号切换部41。信号切换部41进行信号路径的切换等,并将被测量信号输出至信号处理部40。信号处理部40进行频率转换(下变频)、放大及频率选择等信号处理,并输出至NR系统模拟器20。

NR系统模拟器20执行测量通过信号处理部40进行频率转换的被测量信号的测量处理(步骤S8)。

具体而言,NR系统模拟器20的RF部21d的接收部21f输入通过信号处理部40进行信号处理的被测量信号。RF部21d在控制部22的控制下,将输入于接收部21f的被测量信号转换为更低频率的IF信号。接着,ADC21g在控制部22的控制下,将IF信号从模拟信号转换为数字信号并输出至分析处理部21h。分析处理部21h生成分别与I分量基带信号及Q分量基带信号对应的波形数据。而且,分析处理部21h在控制部22的控制下,根据所生成的波形数据分析被测量信号。另外,为了进行与控制部11的试验用天线6的选择相对应的2个试验用天线的信号处理,信号处理部40也能够进行多个信号的处理。在该情况下,设置切换试验用天线6a、6b、6c、6d、6e、6f与信号处理部40的连接的转换机构而进行多个试验信号的处理。

更具体而言,在NR系统模拟器20中,分析处理部21h在控制部22的控制下,根据被测量信号的分析结果测量DUT100的发送特性及接收特性。

例如,关于DUT100的发送特性(RF特性),以如下方式进行。首先,NR系统模拟器20在控制部22的控制下,作为试验信号发送上行链路信号发送的请求帧。DUT100响应于该上行链路信号发送的请求帧而将上行链路信号帧作为被测量信号发送至NR系统模拟器20。分析处理部21h根据该上行链路信号帧进行评价DUT100的发送特性的处理。

并且,关于DUT100的接收特性(RF特性),例如以如下方式进行。分析处理部21h在控制部22的控制下,计算从NR系统模拟器20作为试验信号发送的测量用帧的发送次数及对测量用帧从DUT100作为被测量信号发送的ACK及NACK的接收次数的比例作为误码率(PER)。

并且,关于DUT100的RRM特性,例如分析处理部21h也可以在控制部22的控制下,改变DUT100的姿势而对从所选择的1个试验用天线向所选择的另1个试验用天线的切换动作是否正常进行等进行试验。

在步骤S8中,分析处理部21h在控制部22的控制下,将DUT100的发送特性及接收特性的测量结果存储于未图示的RAM等存储区域。该测量结果也可以显示于显示部24或显示部13。

接着,综合控制装置10的控制部11判定关于所期望的所有姿势是否结束了DUT100的发送特性及接收特性的测量(步骤S9)。在此,当判定为测量尚未结束时(步骤S9中为“否”),返回到步骤S5而继续进行处理。

当判定为对所有姿势结束了测量时(步骤S9中为“是”),控制部11判定对所有到来角度是否结束测量(步骤S10)。

当判定为对所有到来角度尚未结束测量时(步骤S10中为“否”),控制部11返回到步骤S2而继续进行处理。当判定为对所有到来角度结束了测量时(步骤S10中为“是”),控制部11结束试验。

如上所述,本实施方式所涉及的试验装置1包含经由反射器7在与DUT100的天线110之间发送或接收无线信号的反射器反射型试验用天线6a及经由反射镜9在与天线110之间发送或接收无线信号的反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f。通过反射镜9能够改变电波的传播方向,因此在OTA暗室50内的有限的小空间中能够加长电波的传播距离。由此,能够确保远场测量所需的试验用天线6与DUT100的天线110之间的距离。根据该结构,与使用以往的DFF方式的天线的装置相比,能够对OTA暗室50进行小型化并且降低试验装置1的成本。

而且,试验用天线6成为包含使用反射器7而间接性地收发无线信号的反射器反射型试验用天线6a及经由反射镜9收发无线信号的反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f的混合结构。由此,将结构复杂的反射器反射型试验用天线的个数抑制在最小限度,另一方面,当单独使用相比于反射镜反射型试验用天线能够形成相对较宽的空白区的反射器反射型试验用天线6a时,还能够利用较宽的空白区。因此,本实施方式所涉及的试验装置1能够以高精度且低成本来实施关于DUT100的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量。

(第2实施方式)

接着,对本发明的第2实施方式所涉及的试验装置进行说明。

第2实施方式所涉及的试验装置在使用1个反射镜反射型试验用天线6g及方向变更机构60的点上,与使用5个反射镜反射型试验用天线6b、6c、6d、6e、6f的第1实施方式不同。其他构成要件相同,对相同的构成要件标注相同的符号,并适当省略详细说明。

图11是拆除OTA暗室50A的正面侧的侧板而从正面侧观察的主视图,图12是表示OTA暗室50A内的反射镜9b、9c、9d、9e、9f及反射镜反射型试验用天线6g的配置的示意图。如图11及图12所示,在本实施方式所涉及的OTA暗室50A内设置有第1反射镜9b、第2反射镜9c、第3反射镜9d、第4反射镜9e及第5反射镜9f。并且,在OTA暗室50A内设置有经由从多个反射镜9b、9c、9d、9e、9f中选择的1个反射镜收发无线信号的试验用天线6g。试验用天线6g具有水平偏振波天线及垂直偏振波天线。

与第1实施方式同样地,反射镜9b、9c、9d、9e、9f配置成各反射镜面与通过DUT100的配置位置P0的水平面HP交叉。与第1实施方式不同的点在于,各反射镜9配置成将从1个反射镜反射型试验用天线6g发射的电波束朝向DUT100反射的姿势。

本实施方式所涉及的试验装置还具备以朝向多个反射镜9b、9c、9d、9e、9f中的1个的方式变更反射镜反射型试验用天线6g的电波发送方向的方向变更机构60。另外,本实施方式的方向变更装置60与本发明的方向变更机构对应。

如图13所示,试验用天线6g配置于比通过DUT100的配置位置P0的水平面HP更靠下方的位置。反射镜9b、9c、9d、9e、9f配置成反射镜面上的电波束的反射点P2、P3、P4、P5、P6位于水平面HP上。试验用天线6g通过方向变更机构60能够对反射镜9b、9c、9d、9e、9f中的任意的1个设定方向。

例如,当试验用天线6g朝向反射镜9f的方向时,从试验用天线6g发射的电波束由反射镜9f反射而发送至DUT100的配置位置P0。并且,从DUT100的天线110发射的电波束由反射镜9f反射而发送至试验用天线6g。此时,若设为没有反射镜9f,则成为在OTA暗室50A的外部配置试验用天线6A,从而无法确保远场测量所需的天线之间距离(P0-PA之间距离)。通过反射镜9f弯曲电波束的传播路径,由此能够将试验用天线6f配置于OTA暗室50A内,并且能够确保远场测量所需的天线之间距离。

具体而言,在图12中,将P0-P6之间距离和P6-P7之间距离加在一起的距离与远场测量所需的天线之间距离即P0-PA之间距离相等。P7为试验用天线6g的开口中心,P0-P6之间的传播路径位于水平面HP上。

关于试验用天线6g朝向除反射镜9f以外的反射镜的方向的情况也相同。例如,当试验用天线6g朝向反射镜9b时,从试验用天线6g发射的电波束由反射镜9b反射而发送至DUT100的配置位置P0。并且,从DUT100的天线110发射的电波束由反射镜9b反射而发送至试验用天线6g。将P0-P2之间距离和P2-P7之间距离加在一起的距离设定为远场测量所需的最短的天线之间距离以上。

图13是表示第2实施方式所涉及的反射镜9b及反射镜反射型试验用天线6g的示意图。如图13所示,试验用天线6g安装于设置于OTA暗室50A的底面52a上的方向变更机构60。方向变更机构60能够使试验用天线6g以与底面52a平行的旋转轴部61为中心旋转,并且能够使试验用天线6g以与旋转轴部61垂直的旋转轴部62为中心旋转。由此,试验用天线6g能够将电波束的发射方向自如地变更为反射镜9b、9c、9d、9e、9f中所选择的1个反射镜的方向。方向变更机构60为双轴定位器,但根据反射镜9的配置,也可以是单轴定位器。

如图13所示,反射镜9b安装于设置于OTA暗室50A的底面52a上的反射镜保持件70。反射镜保持件70具有支柱71及用于安装反射镜9b的安装部74。安装部74能够以与底面52a垂直的旋转轴部72为中心旋转,并且能够以与旋转轴部72垂直的旋转轴部73为中心旋转。由此,安装于安装部74的反射镜9b能够自如地调整姿势,且使从试验用天线6g发射的电波束由反射镜9b反射而朝向DUT100的方式调整反射镜9b的姿势。

另外,在本实施方式中,使用1个反射镜反射型天线6g及5个反射镜9b、9c、9d、9e、9f,但个数并不限定于此,可根据试验内容设为任意的个数。

(第3实施方式)

接着,对本发明的第3实施方式所涉及的试验装置进行说明。

第3实施方式所涉及的试验装置在使用1个反射镜9d的点上,与使用5个反射镜9b、9c、9d、9e、9f的第1实施方式不同。对相同的构成要件标注相同的符号,并适当省略详细说明。

图14是拆除本实施方式所涉及的OTA暗室50B的顶板而从上方观察的俯视图,图15是拆除OTA暗室50B的正面侧的侧板而从正面侧观察的主视图。如图14及图15所示,在OTA暗室50B内设置有反射器反射型试验用天线6a、与其对应的反射器7、反射镜反射型试验用天线6d及与其对应的反射镜9d。在本实施方式中,在OTA暗室50B内还设置有在与DUT100的天线110之间直接发送或接收无线信号的直接型试验用天线6h、6i、6j、6k。各试验用天线6具有水平偏振波天线及垂直偏振波天线。

反射镜9d配置成反射镜面上的电波束的反射点P4存在于通过DUT100的配置位置P0的水平面HP上。反射镜反射型试验用天线6d配置于比通过DUT100的配置位置P0的水平面HP更靠下方的位置。

从反射镜反射型试验用天线6d发射的电波束由反射镜9d反射而发送至DUT100的配置位置P0。并且,从DUT100的天线110发射的电波束由反射镜9d反射而发送至试验用天线6d。将P0-P4之间距离和P4-P14之间距离加在一起的距离设定为远场测量所需的最短的天线之间距离以上。

在本实施方式中,直接型试验用天线6h、6i、6j、6k以DUT100的配置位置P0为中心配置于半径r1的假想球面S上且水平面HP上。具体而言,直接型试验用天线6h、6i、6j、6k各自的反射面上的电波束的反射点P22、P23、P25、P26位于水平面HP上。另外,直接型试验用天线6h、6i、6j、6k无需从DUT100配置于相同的距离上,也可以具有试验用天线6h、6i、6i、6k分别与DUT100不同的距离。

如上所述,本实施方式所涉及的试验装置适合于如下方式,即,对于能够以直线距离来确保远场测量所需的天线之间距离的装置,使用直接型试验用天线6h、6i、6j、6k,仅对无法以直线距离来确保远场测量所需的天线之间距离的装置,使用反射镜反射型试验用天线6d。由此,能够将反射镜的个数抑制在必要最小限度。

另外,在本实施方式中,使用4个直接型试验用天线6h、6i、6j、6k及1个反射镜反射型试验用天线6d,但个数并不限定于此,可根据试验内容设为任意的个数。

并且,本发明不仅适用于电波暗箱,还能够适用于电波暗室。

如上所述,本发明具有能够以高精度且低成本来实施关于被试验对象的RF特性或RRM特性等收发特性的远场测量的效果,并且在所有无线终端的试验装置及试验方法中有用。

符号说明

1-试验装置,2-测量装置,5、8-链路天线,6-试验用天线,6a-反射器反射型试验用天线,6b、6c、6d、6e、6f-反射镜反射型试验用天线(第1~第5试验用天线),6g-反射镜反射型试验用天线,6h、6i、6j、6k-直接型试验用天线,7-反射器,7A-反射镜,9b、9c、9d、9e、9f-反射镜(第1~第5反射镜),10-综合控制装置,11、22-控制部,11a-CPU,11b-ROM,11c—RAM,11d-外部接口部,12、23-操作部,13、24-显示部,14-呼叫连接控制部,15-信号收发控制部,17-DUT姿势控制部,17a-DUT姿势控制表,17b-到来角度-试验用天线对应表,19-网络,20-NR系统模拟器,21-信号测量部,21a-信号发生部,21b-DAC,21c-调制部,21d-RF部,21e-发送部,21f-接收部,21g-ADC,21h-分析处理部,40-信号处理部,40a-第1信号处理部,40b-第2信号处理部,41-信号切换部,50-OTA暗室(电波暗箱),51-内部空间,52-框体主体部,52a-底面,52b-侧面,52c-上表面,55-电波吸收体,56-姿势可变机构,56a-驱动部,56b-转台,56c-支柱,56d-DUT载置部,57、59-保持件,58-反射器保持件,60-方向变更机构(方向变更装置),61、62、72、73-旋转轴部,70-反射镜保持件,71-支柱,74-安装部,90-机架结构体,90a-各机架,100-DUT(被试验对象),100A-无线终端,110-天线(被试验天线),F-反射器的焦点位置,QZ-空白区,S-假想球面,HP-水平面。

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