JP2014228338A - Method for evaluating isotropy of radio wave reflection box - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば被測定物の電磁波環境試験等に用いる電波反射箱の等方性評価方法に関する。 The present invention relates to an isotropic evaluation method for a radio wave reflection box used for, for example, an electromagnetic wave environment test of a measurement object.
一般に、電波反射箱は、導体金属製の箱体と、箱体の内部に設けた攪拌装置とによって構成される。このような電波反射箱は、攪拌装置によって境界条件を変化させて箱体の内部に多数のモード分布を生じさせ、統計的に均一な電界分布を発生させる(例えば、非特許文献1参照)。 Generally, a radio wave reflection box is constituted by a box made of conductive metal and a stirring device provided inside the box. In such a radio wave reflection box, boundary conditions are changed by a stirrer to generate a large number of mode distributions inside the box, and a statistically uniform electric field distribution is generated (for example, see Non-Patent Document 1).
ところで、非特許文献1には、電波反射箱内に被測定物を設置する試験領域(Test Volume)を設定し、この試験領域内の電界強度を、ダイポールアンテナをもつ光電界センサを用いて測定する構成が開示されている。この構成では、試験領域内で光電界センサを移動させることによって、試験領域内での電界強度のレベルの違いを評価することができる。
By the way, in
しかし、ダイポールアンテナは無指向性であるため、電界強度は測定できるが、電磁波の入射方向(到来方向)は特定できない。このため、送信アンテナからの電磁波が試験領域内の任意の場所に到達する場合、電磁波のレベルが統計的に一様なレベルとなっているか、偏っているか、即ち電波反射箱が等方性を有するか否かを判別することができないという問題がある。 However, since the dipole antenna is omnidirectional, the electric field strength can be measured, but the incident direction (arrival direction) of the electromagnetic wave cannot be specified. For this reason, when the electromagnetic wave from the transmitting antenna reaches an arbitrary place in the test area, the electromagnetic wave level is statistically uniform or biased, that is, the radio wave reflection box is isotropic. There is a problem that it cannot be determined whether or not it has.
被測定物が指向性をもつアンテナを有している場合、電波反射箱が等方性でなければ、同じ特性の評価を電波暗室で行った場合と電波反射箱で行った場合とで異なる結果になる。これは、次の理由による。電波暗室での評価では、被測定物のアンテナの向きを仰角方向または方位角方向に変えることで、被測定物の全方向に対する特性を評価する。このとき、被測定物と送信アンテナまたは受信アンテナとの間の電波伝搬特性は一様である。被測定物の全方向に対する評価、例えば全等方感度(TIS:Total Isotropic Sensitivity)や全放射電力(TRP:Total. Radiated Power)などの評価において、電波反射箱の電波環境が等方性でなければ、電磁波に偏りが生じる。この結果、電波反射箱と電波暗室で測定結果が異なってしまう。このように、電波反射箱が等方性を有するか否かは、電波反射箱の測定結果に大きな影響を与える。 When the object to be measured has a directional antenna, if the radio wave reflection box is not isotropic, the same characteristics are evaluated in the anechoic chamber and in the radio wave reflection box. become. This is due to the following reason. In the evaluation in the anechoic chamber, the characteristics of the object to be measured in all directions are evaluated by changing the direction of the antenna of the object to be measured to the elevation angle direction or the azimuth direction. At this time, the radio wave propagation characteristics between the device under test and the transmitting antenna or the receiving antenna are uniform. In the evaluation of the object to be measured in all directions, for example, evaluation of total isotropic sensitivity (TIS) and total radiated power (TRP), the radio wave environment of the radio wave reflection box must be isotropic. In this case, the electromagnetic waves are biased. As a result, the measurement results differ between the electromagnetic wave reflection box and the anechoic chamber. Thus, whether or not the radio wave reflection box is isotropic greatly affects the measurement result of the radio wave reflection box.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、電波反射箱が等方性を有するか否かを判別することができる電波反射箱の等方性評価方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an isotropic evaluation method for a radio wave reflection box that can determine whether the radio wave reflection box is isotropic. It is to provide.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、内面が電波反射性材料からなる箱体と、前記箱体の内部に設けられ多数のモード分布を得る攪拌装置とを備えた電波反射箱の等方性評価方法であって、前記箱体の内部には、被測定物の試験領域に指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナと離れた位置に送信アンテナを設置し、前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、前記指向性アンテナの向きに応じて生じる前記電磁波特性の差を周波数毎に求め、前記電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する構成としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
請求項2の発明は、内面が電波反射性材料からなる箱体と、前記箱体の内部に設けられ多数のモード分布を得る攪拌装置とを備えた電波反射箱の等方性評価方法であって、前記箱体の内部には、被測定物の試験領域に指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナと離れた位置に送信アンテナを設置し、前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、前記被測定物の試験領域で異なる位置に前記指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、前記指向性アンテナの位置および向きに応じて生じる前記電磁波特性の差を周波数毎に求め、前記電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する構成としている。
The invention of
請求項3の発明では、前記指向性アンテナは、前記箱体の内部に設けたターンテーブルに設置し、前記電磁波特性を測定するときには、前記指向性アンテナの仰角を複数の方向に設定し、前記ターンテーブルを回転させて前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信する構成としている。
In the invention of
請求項4の発明では、前記指向性アンテナと前記送信アンテナとの間には、前記送信アンテナからの電磁波が直接的に前記指向性アンテナに到達するのを遮断する遮蔽部材を設け、前記指向性アンテナは、前記送信アンテナからの電磁波が前記箱体内を多重反射したものを受信する構成としている。 According to a fourth aspect of the present invention, a shielding member is provided between the directional antenna and the transmitting antenna to block electromagnetic waves from the transmitting antenna from directly reaching the directional antenna, and the directivity The antenna is configured to receive the electromagnetic wave from the transmission antenna that has been multiple-reflected in the box.
請求項5の発明では、前記送信アンテナと前記指向性アンテナには、ネットワークアナライザを接続して設け、前記ネットワークアナライザは、前記電磁波特性として前記指向性アンテナのアンテナ効率を測定する構成としている。 According to a fifth aspect of the present invention, a network analyzer is connected to the transmitting antenna and the directional antenna, and the network analyzer is configured to measure the antenna efficiency of the directional antenna as the electromagnetic wave characteristic.
請求項1の発明によれば、試験領域に設置した指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの指向性アンテナの向きに対して電磁波特性を周波数毎に測定したから、指向性アンテナの向きに応じて生じる電磁波特性の差を周波数毎に求めることができる。このとき、電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるときには、送信アンテナから試験領域に到来する電磁波の入射方向が統計的に一様であると考えられる。一方、電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲外にあるときには、送信アンテナから試験領域に到来する電磁波の入射方向に偏りが生じていると考えられる。このため、電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the direction of the directional antenna installed in the test area is set to a plurality of directions, and the electromagnetic wave characteristics are measured for each frequency with respect to the direction of each directional antenna. The difference in electromagnetic wave characteristics generated according to the direction of each can be obtained for each frequency. At this time, when the difference in the electromagnetic wave characteristics is within a predetermined range with reference to the standard deviation of the electromagnetic wave characteristics, it is considered that the incident direction of the electromagnetic waves coming from the transmitting antenna to the test area is statistically uniform. On the other hand, when the difference in electromagnetic wave characteristics is outside the predetermined range with reference to the standard deviation of the electromagnetic wave characteristics, it is considered that there is a bias in the incident direction of the electromagnetic wave coming from the transmitting antenna to the test area. Therefore, whether or not the isotropic property is satisfied can be determined according to whether or not the difference in the electromagnetic wave characteristics is within a predetermined range with reference to the standard deviation of the electromagnetic wave characteristics.
請求項2の発明によれば、指向性アンテナの位置および向きに応じて生じる電磁波特性の差を周波数毎に求める。このため、電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、複数の位置を含む試験領域の範囲が等方性を満たすか否かを判定することができる。
According to invention of
請求項3の発明によれば、指向性アンテナは箱体の内部に設けたターンテーブルに設置したから、電磁波特性を測定するときには、指向性アンテナの仰角を複数の方向に設定し、ターンテーブルを回転させて送信アンテナからの電磁波を指向性アンテナによって受信する。これにより、送信アンテナから試験領域に到来する全ての方向からの電磁波を指向性アンテナによって受信することができ、試験領域の等方性を評価することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、指向性アンテナと送信アンテナとの間には遮蔽部材を設けたから、指向性アンテナは、送信アンテナからの電磁波が箱体内を多重反射したものを受信することができる。このため、送信アンテナからの直接的な電磁波(直接波)の影響を受けることなく、試験領域の等方性を評価することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the shielding member is provided between the directional antenna and the transmission antenna, the directional antenna can receive the electromagnetic wave from the transmission antenna that is multiply reflected in the box. . For this reason, the isotropy of the test region can be evaluated without being affected by direct electromagnetic waves (direct waves) from the transmitting antenna.
請求項5の発明によれば、送信アンテナと指向性アンテナには、ネットワークアナライザを接続して設けたから、ネットワークアナライザによって、電磁波特性として指向性アンテナのアンテナ効率を測定することができる。このため、指向性アンテナのメインローブの方向に応じて生じるアンテナ効率の差が標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定することができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態による電波反射箱の等方性評価方法について添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, an isotropic evaluation method for a radio wave reflection box according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図5に、本発明による等方性評価方法が適用される電波反射箱1を示す。電波反射箱1は、箱体2および攪拌装置10を備える。箱体2は、例えば直方体状に形成され、前,後,左,右の壁面2A〜2D、床面2Eおよび天井面2Fの6面を有している。これらの壁面2A〜2D、床面2Eおよび天井面2Fは、例えば導電性金属材料によって形成されている。これにより、箱体2は、外部からの電磁波を遮断すると共に、内部の電磁波を反射する。
1 to 5 show a radio
箱体2の前側の壁面2Aには、開,閉可能な扉3が設けられる。この扉3も、壁面2Aを同じ材料を用いて形成される。扉3を開くことにより、電波反射箱1内に被測定物(EUT:Equipment Under Test)等の設置や交換を行うことができる。
A
箱体2の床面2Eには、左,右方向の一側(図3中の左側)に位置してターンテーブル4が設けられている。このターンテーブル4の上側に位置する円柱状の領域が、試験領域TVになる。このため、例えば携帯電話等の被測定物(図示せず)の電磁波環境試験を行うときには、ターンテーブル4上に被測定物が載置される。一方、電波反射箱1の等方性を評価するときには、ターンテーブル4上に指向性アンテナ5が設置される。ターンテーブル4は、指向性アンテナ5と一緒に、上,下方向に延びる回転軸Oを中心に任意の設定した速度で回転する。
A
指向性アンテナ5は、例えばホーンアンテナ、ダブルリッジドガイドホーンアンテナ等のように指向性を有するアンテナによって構成される。このため、指向性アンテナ5は、その開口面5Aの方向にメインローブが形成され、開口面5Aの方向から到来する電磁波を受信する。指向性アンテナ5は、箱体2の内部に配置され、アンテナポジショナ6を用いてターンテーブル4の上側に位置する試験領域TVに配置されている。指向性アンテナ5は、送信アンテナ7Aから放射された電磁波を受信する。
The
ここで、アンテナポジショナ6は、電磁波の反射が少ない材料によって形成されている。指向性アンテナ5は、その高さ位置と仰角θが変化可能な状態でアンテナポジショナ6に支持されている。アンテナポジショナ6は、指向性アンテナ5の高さ位置と仰角θを一定の状態に保持する。
Here, the
送信アンテナ装置7は、ターンテーブル4から離れた位置で箱体2の内部に設けられる。具体的には、送信アンテナ装置7は、箱体2の左,右方向の他側(図2中の右側)に配置される。この送信アンテナ装置7は、例えば送信可能な周波数帯が異なる複数個(例えば4個)の送信アンテナ7Aを備える。これらの送信アンテナ7Aは、例えばバイコニカルアンテナ等の広帯域アンテナによって構成され、箱体2の内部に電磁波を放射する。送信アンテナ7Aおよび指向性アンテナ5には、ネットワークアナライザ8が接続される。ネットワークアナライザ8は、指向性アンテナ5によって受信した電磁波の電界強度、アンテナ効率等を測定する。
The transmitting
なお、送信アンテナ7Aは、2個または3個設けてもよく、5個以上設けてもよい。また、送信アンテナ7Aは、必ずしも複数個設ける必要はなく、例えば送信アンテナ7Aを1個だけ設けてもよい。
Two or three
箱体2の内部には、試験領域TVと送信アンテナ装置7との間に位置して遮蔽部材9が設けられる。遮蔽部材9は、例えば箱体2と同じ導電性金属材料を用いて形成され、送信アンテナ7Aからの電磁波が直接的に指向性アンテナ5に到達するのを遮断する。遮蔽部材9は、例えばL字状に折り曲げた鉄板からなる衝立であり、前,後方向および左,右方向から傾斜した2枚の板体9Aを備える。この遮蔽部材9は、箱体2の床面2Eに固定され、送信アンテナ7Aからの指向性アンテナ5に直接向かう電磁波を反射する。これにより、遮蔽部材9は、送信アンテナ7Aからの直接的な電磁波の受信レベルを減衰させる。
Inside the
攪拌装置10は、箱体2の天井面2Fに設けられ左,右方向に移動する反射板10Aと、箱体2の右側の壁面2Dに設けられ上,下方向に移動する反射板10Bとを備える。反射板10Aは、水平面から傾斜すると共に、スライド機構(図示せず)等によって左,右方向に移動する。一方、反射板10Bは、垂直面から傾斜すると共に、スライド機構(図示せず)等によって上,下方向に移動する。
The stirring
これらの反射板10A,10Bは、例えば箱体2と同じ導電性金属材料を用いて形成され、箱体2内の電界を攪拌して激しいフェージングを起こす機能を果たす。この攪拌装置10によって、箱体2の内部に多数のモード分布を得ることができる。
These
本発明が適用される電波反射箱1は上述のような構成を有するもので、次に第1の実施の形態による電波反射箱1の等方性評価方法について説明する。
The radio
試験領域TVにおける等方性を評価するには、アンテナポジショナ6を用いてターンテーブル4上の試験領域TVに指向性アンテナ5を設置する。このとき、指向性アンテナ5の高さ位置と仰角θを一定の状態に固定する。この状態で、ターンテーブル4を回転させながら送信アンテナ7Aから電磁波を放射させる。これに併せて、攪拌装置10を連続的に動作させる。これにより、箱体2内の電磁界が攪拌され、激しいフェージングが起こる。指向性アンテナ5は、箱体2の内面(各壁面2A〜2D、床面2E、天井面2F)や攪拌装置10で反射した多重波を受信する。ネットワークアナライザ8を用いて指向性アンテナ5での電界強度を測定し、その受信電界強度の累積確率の中央値を受信レベルとすることで、電磁波特性としての指向性アンテナ5のアンテナ効率を周波数毎に測定する。以上の測定を水平偏波と垂直偏波の両方について行い、悪い方の数値を測定データとして採用する。
In order to evaluate the isotropic property in the test area TV, the
次に、指向性アンテナ5の仰角θを異なる状態に変更する。この状態で、ターンテーブル4、送信アンテナ7A、攪拌装置10等を動作させて、前述と同様に指向性アンテナ5のアンテナ効率を周波数毎に測定する。指向性アンテナ5の仰角θを−90度から+90度の範囲で複数の値に設定し、以上の操作を繰り返す。
Next, the elevation angle θ of the
以上の操作によって測定した指向性アンテナ5のアンテナ効率のデータを用いて、指向性アンテナ5の向きに応じて生じるアンテナ効率の差を周波数毎に求める。このとき、アンテナ効率の差は、測定したアンテナ効率の中で最大値と最小値との差である。このようにして実際に測定したアンテナ効率の差が、アンテナ効率の標準偏差σを基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する。
Using the antenna efficiency data of the
アンテナ効率が正規分布に従うと仮定すると、等方性の環境であれば、例えばアンテナ効率の平均値を中心として正側と負側で標準偏差σの3倍(±3σ)の範囲内に99%以上のアンテナ効率が入るものと考えられる。このような統計的な性質を考慮して、アンテナ効率の差を評価する所定の範囲は、アンテナ効率のばらつきの幅として、例えば標準偏差σの6倍の値に設定される。 Assuming that the antenna efficiency follows a normal distribution, in an isotropic environment, for example, 99% within a range of 3 times the standard deviation σ (± 3σ) on the positive side and the negative side around the average value of the antenna efficiency. The above antenna efficiency is considered to be included. In consideration of such statistical properties, the predetermined range for evaluating the difference in antenna efficiency is set to, for example, a value that is six times the standard deviation σ as the width of variation in antenna efficiency.
なお、所定の範囲は、等方性を厳密に評価するか、緩和して評価するかによって決まる。このため、所定の範囲は、例えば標準偏差σの2倍〜8倍、好ましくは4倍〜6倍の範囲で適宜設定することができる。また、標準偏差σは、同一条件でアンテナ効率を複数回測定することによって、周波数毎に求める。 The predetermined range is determined depending on whether the isotropic property is strictly evaluated or relaxed. For this reason, the predetermined range can be appropriately set within a range of, for example, 2 to 8 times, preferably 4 to 6 times the standard deviation σ. The standard deviation σ is obtained for each frequency by measuring the antenna efficiency a plurality of times under the same conditions.
以上の評価方法の一例として、試験領域TVの1箇所の測定位置P0におけるアンテナ効率の差を周波数毎に求めた。その結果を、図6および図7に示す。図6は、指向性アンテナ5の仰角θを−90度と+90度の2つの値に設定したとき、即ち指向性アンテナ5の開口面5Aを真下と真上に向けたときの測定結果を示している。一方、図7は、指向性アンテナ5の仰角θを−90度と+90度との間で、45度ステップで5つの値に設定したきの測定結果を示している。
As an example of the above evaluation method, the difference in antenna efficiency at one measurement position P0 of the test area TV was obtained for each frequency. The results are shown in FIG. 6 and FIG. FIG. 6 shows measurement results when the elevation angle θ of the
このとき、試験領域TVの測定位置P0は、ターンテーブル4の回転軸O上で試験領域TVの高さ方向の中間に位置する中央側中間高さ位置である。測定に用いた指向性アンテナ5のメインローブとバックローブとの比率であるFB比(前後比)は、10dBである。また、指向性アンテナ5の標準偏差σは0.2dBである。
At this time, the measurement position P0 of the test area TV is a center-side intermediate height position located on the rotation axis O of the
図5に示すように、測定に使用した試験領域TVおよびターンテーブル4の半径Rは、30cm、ターンテーブル4の高さ寸法Htは27cm、ターンテーブル4の上面から試験領域TVの底面までの高さ寸法H0は26cm、試験領域TVの高さ寸法H1は30cmとした。このため、箱体2の床面2Eから測定位置P0までの高さ寸法H2は、68cmである。
As shown in FIG. 5, the radius R of the test area TV and the
図6および図7に示すように、所定の範囲を標準偏差σの6倍である1.2dBに設定した場合、例えば周波数が2400MHzから2460MHz付近までの範囲では、試験領域TVのうち測定位置P0付近は等方性を満たしていると評価される。仰角θを細かいステップで変更すると、電波反射箱1内において電磁波の到来方向の偏りを正確に測定できる。このため、図6に示す指向性アンテナ5を真上と真下の2方向に向けたときの測定結果に比べて、図7に示す仰角θのステップ数を増やして測定したときの測定結果の方が、アンテナ効率の差のうち小さい方の値が増加し、0dB付近の値が0.4dB付近まで上昇している。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the predetermined range is set to 1.2 dB which is six times the standard deviation σ, for example, in the range from 2400 MHz to 2460 MHz, the
一方、アンテナ効率の差が所定の範囲内に入る周波数帯域は、図6および図7で概ね一致している。このため、指向性アンテナ5の向きを2方向に変化させただけでも、等方性を満たすか否かを、ある程度評価することができる。この場合、アンテナ効率の測定時間を短縮することができる。
On the other hand, the frequency bands in which the difference in antenna efficiency falls within a predetermined range are substantially the same in FIGS. For this reason, it is possible to evaluate to some extent whether or not the isotropic property is satisfied even if the direction of the
かくして、第1の実施の形態では、試験領域TVに設置した指向性アンテナ5の向きを複数の方向に設定し、それぞれの指向性アンテナ5の向きに対して電磁波特性としてのアンテナ効率を周波数毎に測定した。このため、指向性アンテナ5の向きに応じて生じるアンテナ効率の差を周波数毎に求めることができる。このとき、アンテナ効率の差がアンテナ効率の標準偏差σを基準として所定の範囲内にあるときには、送信アンテナ7Aから試験領域TVに到来する電磁波の入射方向が統計的に一様であると考えられる。一方、アンテナ効率の差が所定の範囲外にあるときには、送信アンテナ7Aから試験領域TVに到来する電磁波の入射方向に偏りが生じていると考えられる。このため、アンテナ効率の差が所定の範囲内にあるか否かに応じて、試験領域TVが等方性を満たすか否かを判定することができる。
Thus, in the first embodiment, the direction of the
また、指向性アンテナ5は箱体2の内部に設けたターンテーブル4に設置したから、アンテナ効率を測定するときには、指向性アンテナ5の仰角θを複数の方向に設定し、ターンテーブル4を回転させて送信アンテナ7Aからの電磁波を指向性アンテナ5によって受信する。これにより、送信アンテナ7Aから試験領域TVに到来する全ての方向からの電磁波を指向性アンテナ5によって受信することができ、試験領域TVの等方性を評価することができる。
Further, since the
また、指向性アンテナ5と送信アンテナ7Aとの間には遮蔽部材9を設けたから、指向性アンテナ5は、送信アンテナ7Aからの電磁波が箱体2内を多重反射したものを受信することができる。このため、送信アンテナ7Aからの直接的な電磁波(直接波)の影響を受けることなく、試験領域TVの等方性を評価することができる。
Further, since the shielding
例えばMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)を使用した通信システムの評価には、市販の電波反射箱が使用されることが多い。このような市販の電波反射箱1には測定ソフトが添付されると共に、この測定ソフトにはアンテナ効率を評価できる項目が含まれている。第1の実施の形態では、送信アンテナ7Aと指向性アンテナ5にはネットワークアナライザ8を接続して設け、ネットワークアナライザ8によって、測定ソフトが利用可能な電磁波特性として指向性アンテナ5のアンテナ効率を測定する。これにより、指向性アンテナ5のアンテナ効率の差が所定の範囲内にあるか否かに応じて、試験領域TVで等方性を満たすか否かを容易に判定することができる。
For example, a commercially available radio wave reflection box is often used to evaluate a communication system using MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output). Measurement software is attached to such a commercially available radio
次に、図8および図9に基づいて、本発明の第2の実施の形態による電波反射箱1の評価方法について説明する。第2の実施の形態の特徴は、指向性アンテナの向きを変えるのに加えて、指向性アンテナの位置を変えてアンテナ効率を測定し、指向性アンテナの位置および向きに応じて生じるアンテナ効率の差を周波数毎に求めることにある。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
Next, an evaluation method for the radio
試験領域TVにおける等方性を評価するには、アンテナポジショナ6を用いてターンテーブル4上の試験領域TVに指向性アンテナ5を設置する。このとき、指向性アンテナ5の高さ位置と仰角θを一定の状態に固定する。この状態で、ターンテーブル4を回転させながら送信アンテナ7Aから電磁波を放射させる。これに併せて、攪拌装置10を連続的に動作させる。指向性アンテナ5は、箱体2の内面や攪拌装置10で反射した多重波を受信する。ネットワークアナライザ8を用いて指向性アンテナ5での電界強度を測定し、その受信電界強度の累積確率の中央値を受信レベルとすることで、電磁波特性として指向性アンテナ5のアンテナ効率を周波数毎に測定する。以上の測定を水平偏波と垂直偏波の両方について行い、悪い方の数値を測定データとして採用する。
In order to evaluate the isotropic property in the test area TV, the
次に、指向性アンテナ5の仰角θを異なる状態に変更する。この状態で、ターンテーブル4、送信アンテナ7A、攪拌装置10等を動作させて、前述と同様に指向性アンテナ5のアンテナ効率を周波数毎に測定する。指向性アンテナ5の仰角θを−90度から+90度の範囲で複数の値に設定し、以上の操作を繰り返す。
Next, the elevation angle θ of the
以上のような指向性アンテナ5の仰角θを変更した測定が終了すると、指向性アンテナ5の位置を変更する。具体的には、指向性アンテナ5とターンテーブル4の上面との間の高さ寸法や指向性アンテナ5とターンテーブル4の回転軸Oとの間の径方向の離間寸法を異なる値に設定する。その上で、前述と同様に、指向性アンテナ5の仰角θを−90度から+90度の範囲で複数の値に設定し、指向性アンテナ5の効率の測定を繰り返す。
When the measurement in which the elevation angle θ of the
以上の操作によって測定した指向性アンテナ5のアンテナ効率のデータを用いて、指向性アンテナ5の位置および向きに応じて生じるアンテナ効率の差を周波数毎に求める。このとき、アンテナ効率の差は、測定したアンテナ効率の中で最大値と最小値との差である。このようにして実際に測定したアンテナ効率の差が、アンテナ効率の標準偏差σを基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する。
Using the antenna efficiency data of the
以上の評価方法の一例として、試験領域TV内の6箇所の測定位置P0〜P5におけるアンテナ効率の差を周波数毎に求めた。その結果を、図9に示す。図9は、指向性アンテナ5の仰角θを−90度と+90度との間で、45度ステップで5つの値に設定したきの測定結果を示している。
As an example of the above evaluation method, a difference in antenna efficiency at six measurement positions P0 to P5 in the test area TV was obtained for each frequency. The result is shown in FIG. FIG. 9 shows the measurement results when the elevation angle θ of the
なお、測定に用いた電波反射箱1は、図6および図7の測定に用いたものと同じものである。また、試験領域TV内の6箇所の測定位置P0〜P5は、図8に示す通りである。具体的には、測定位置P0は、ターンテーブル4の回転軸O上で試験領域TVの高さ方向の中間に位置する中央側中間高さ位置である。測定位置P1は、ターンテーブル4の回転軸O上で試験領域TVの高さ方向の上端に位置する中央側上部高さ位置である。測定位置P2は、ターンテーブル4の回転軸O上で試験領域TVの高さ方向の下端に位置する中央側下部高さ位置である。測定位置P3は、ターンテーブル4の円周上で試験領域TVの高さ方向の中間に位置する円周側中間高さ位置である。測定位置P4は、ターンテーブル4の円周上で試験領域TVの高さ方向の上端に位置する円周側上部高さ位置である。測定位置P3は、ターンテーブル4の円周上で試験領域TVの高さ方向の下端に位置する円周側下部高さ位置である。
The radio
測定に用いた指向性アンテナ5のメインローブとバックローブとの比率であるFB比(前後比)は、10dBである。また、指向性アンテナ5の標準偏差σは0.2dBである。
The FB ratio (front / rear ratio), which is the ratio between the main lobe and the back lobe of the
図9に示すように、所定の範囲を標準偏差σの6倍である1.2dBに設定した場合、例えば周波数が2400MHzから2500MHzまでの範囲では、試験領域TVのうち測定位置P0〜P5を含む領域は等方性を満たしていないと評価される。なお、測定位置P0〜P5に配置された指向性アンテナ5は、ターンテーブル4と一緒に回転する。このため、前述の評価結果は、試験領域TVのうち測定位置P0〜P5をターンテーブル4の回転軸Oを中心に回転させた軌跡を含む領域、即ち試験領域TVの全域についての等方性の評価結果になる。
As shown in FIG. 9, when the predetermined range is set to 1.2 dB which is 6 times the standard deviation σ, for example, in the range from 2400 MHz to 2500 MHz, the measurement positions P0 to P5 are included in the test area TV. The region is evaluated as not satisfying isotropic properties. The
この結果、前述した図6および図7に示す評価結果を考慮すると、被測定物のエミッション試験やイミュニティ試験を行うためには、試験領域TVのうち測定位置P0の周囲に被測定物を配置する必要がある。また、試験領域TVの全域を用いて被測定物の電磁波環境試験等を行う場合には、例えば電波を減衰させる部材等を電波反射箱1内に部分的に設けて、試験領域TVに対する電磁波の偏りを低減し、等方性を改善する必要がある。
As a result, when the evaluation results shown in FIGS. 6 and 7 are taken into consideration, in order to perform the emission test and the immunity test of the measurement object, the measurement object is arranged around the measurement position P0 in the test area TV. There is a need. Further, when performing an electromagnetic wave environment test or the like of the object to be measured using the whole area of the test area TV, for example, a member for attenuating radio waves is partially provided in the radio
かくして、第2の実施の形態でも、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。第2の実施の形態では、指向性アンテナ5を複数個所に配置してアンテナ効率を測定したから、1箇所に配置した場合に比べて、試験領域TVの広い範囲について等方性を評価することができる。
Thus, also in the second embodiment, it is possible to obtain the same effects as those in the first embodiment. In the second embodiment, since the antenna efficiency is measured by arranging the
なお、前記各実施の形態では、電波反射箱1にターンテーブル4および遮蔽部材9を備える構成としたが、ターンテーブル4および遮蔽部材9を省く構成としてもよい。ターンテーブル4を省く場合には、指向性アンテナ5の仰角に加えて、指向性アンテナ5の方位角も変えて、アンテナ効率等の電磁波特性を測定する。
In each of the above-described embodiments, the radio
また、前記各実施の形態では、攪拌装置10は、反射板10A,10Bを水平方向や垂直方向にスライド移動させる構成としたが、羽根状の反射板を回転させる構成としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the stirring
また、前記各実施の形態では、電磁波特性として指向性アンテナ5のアンテナ効率を測定するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば指向性アンテナ5が受信した電磁波の電界強度を、電磁波特性として測定してもよい。この場合、電界強度の差に基づいて、等方性を評価することができる。
In the above embodiments, the antenna efficiency of the
1 電波反射箱
2 箱体
3 扉
4 ターンテーブル
5 指向性アンテナ
6 アンテナポジショナ
7 送信アンテナ装置
7A 送信アンテナ
8 ネットワークアナライザ
9 遮蔽部材
10 攪拌装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記箱体の内部には、被測定物の試験領域に指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナと離れた位置に送信アンテナを設置し、
前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、
前記指向性アンテナの向きに応じて生じる前記電磁波特性の差を周波数毎に求め、
前記電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する構成とした電波反射箱の等方性評価方法。 An isotropic evaluation method for a radio wave reflection box having an inner surface made of a radio wave reflecting material and a stirring device provided inside the box to obtain a large number of mode distributions,
Inside the box, install a directional antenna in the test area of the object to be measured, install a transmitting antenna at a position away from the directional antenna,
The direction of the directional antenna is set in a plurality of directions, the electromagnetic wave from the transmission antenna is received by the directional antenna for each direction of the directional antenna, and the electromagnetic wave characteristic is measured for each frequency.
Find the difference of the electromagnetic wave characteristics that occur according to the direction of the directional antenna for each frequency,
An isotropic evaluation method for a radio wave reflection box configured to determine whether or not the isotropic property is satisfied depending on whether or not the difference between the electromagnetic wave characteristics is within a predetermined range with reference to a standard deviation of the electromagnetic wave characteristics .
前記箱体の内部には、被測定物の試験領域に指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナと離れた位置に送信アンテナを設置し、
前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、
前記被測定物の試験領域で異なる位置に前記指向性アンテナを設置し、前記指向性アンテナの向きを複数の方向に設定し、それぞれの前記指向性アンテナの向きに対して前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信して電磁波特性を周波数毎に測定し、
前記指向性アンテナの位置および向きに応じて生じる前記電磁波特性の差を周波数毎に求め、
前記電磁波特性の差が電磁波特性の標準偏差を基準として所定の範囲内にあるか否かに応じて、等方性を満たすか否かを判定する構成とした電波反射箱の等方性評価方法。 An isotropic evaluation method for a radio wave reflection box having an inner surface made of a radio wave reflecting material and a stirring device provided inside the box to obtain a large number of mode distributions,
Inside the box, install a directional antenna in the test area of the object to be measured, install a transmitting antenna at a position away from the directional antenna,
The direction of the directional antenna is set in a plurality of directions, the electromagnetic wave from the transmission antenna is received by the directional antenna for each direction of the directional antenna, and the electromagnetic wave characteristic is measured for each frequency.
The directional antenna is installed at different positions in the test area of the device under test, and the direction of the directional antenna is set in a plurality of directions, and the electromagnetic wave from the transmission antenna is set for each direction of the directional antenna. Is received by the directional antenna to measure the electromagnetic wave characteristics for each frequency,
Find the difference of the electromagnetic wave characteristics that occur according to the position and orientation of the directional antenna for each frequency,
An isotropic evaluation method for a radio wave reflection box configured to determine whether or not the isotropic property is satisfied depending on whether or not the difference between the electromagnetic wave characteristics is within a predetermined range with reference to a standard deviation of the electromagnetic wave characteristics .
前記電磁波特性を測定するときには、前記指向性アンテナの仰角を複数の方向に設定し、前記ターンテーブルを回転させて前記送信アンテナからの電磁波を前記指向性アンテナによって受信する請求項1または2に記載の電波反射箱の等方性評価方法。 The directional antenna is installed on a turntable provided inside the box,
3. The electromagnetic wave from the transmitting antenna is received by the directional antenna by setting the elevation angle of the directional antenna in a plurality of directions and rotating the turntable when measuring the electromagnetic wave characteristic. Isotropic evaluation method for radio wave reflection box.
前記指向性アンテナは、前記送信アンテナからの電磁波が前記箱体内を多重反射したものを受信する請求項1ないし3のいずれかに記載の電波反射箱の等方性評価方法。 Provided between the directional antenna and the transmitting antenna is a shielding member that blocks electromagnetic waves from the transmitting antenna from reaching the directional antenna directly,
4. The method for evaluating the isotropicity of a radio wave reflection box according to claim 1, wherein the directional antenna receives an electromagnetic wave from the transmission antenna that is multiple-reflected inside the box. 5.
前記ネットワークアナライザは、前記電磁波特性として前記指向性アンテナのアンテナ効率を測定する請求項1ないし4のいずれかに記載の電波反射箱の等方性評価方法。 A network analyzer is connected to the transmission antenna and the directional antenna,
The isotropic evaluation method for a radio wave reflection box according to any one of claims 1 to 4, wherein the network analyzer measures antenna efficiency of the directional antenna as the electromagnetic wave characteristic.
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