JP7136942B2 - Antenna and antenna device provided with the same - Google Patents

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JP7136942B2 JP2021006498A JP2021006498A JP7136942B2 JP 7136942 B2 JP7136942 B2 JP 7136942B2 JP 2021006498 A JP2021006498 A JP 2021006498A JP 2021006498 A JP2021006498 A JP 2021006498A JP 7136942 B2 JP7136942 B2 JP 7136942B2
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Description

本発明は、ＯＴＡ（Over The Air）環境の電波暗箱を用いて、被試験対象の送信特性又は受信特性の測定やスプリアス測定を行うアンテナ及びそれを備えたアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna and an antenna apparatus having the same for measuring transmission characteristics or reception characteristics of a test object and spurious measurements 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。 2. Description of the Related Art 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, wireless terminals that transmit and receive wireless signals compatible with IEEE 802.11ad, 5G cellular, and the like, which use broadband signals in the millimeter wave band, will be particularly required.

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。 A wireless terminal design and development company or its manufacturing factory measures the output level and reception sensitivity of the transmission radio waves stipulated for each communication standard for the wireless communication antenna equipped with the wireless terminal, and meets the prescribed standards. A performance test is performed to determine whether

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。 With the generation shift from 4G or 4G Advanced to 5G, the test method for the performance test described above is also changing. For example, in a performance test in which a wireless terminal for a 5G NR system (New Radio System) (hereafter referred to as a 5G wireless terminal) is a device under test (DUT), 4G and 4G advanced tests are the mainstream. The method of connecting the antenna terminal of the DUT and the test equipment with a wire is due to the deterioration of the characteristics due to attaching the antenna terminal to the high frequency circuit, or the number of elements of the array antenna is large and attaching the antenna terminal to all elements is space and cost. It cannot be used for reasons such as being impractical considering the aspect. For this reason, the DUT is housed together with the test antenna in an anechoic box that is not affected by the surrounding radio wave environment. A so-called OTA test, in which reception by an antenna is performed by wireless communication, is now being conducted.

ＯＴＡ試験では、例えば、全放射電力（Total Radiated Power：ＴＲＰ）や等価等方放射電力（Equivalent Isotropically Radiated Power：ＥＩＲＰ）などの放射電力測定や５Ｇ呼接続が、試験用アンテナを介して５Ｇ無線端末に対して実施される。従来の試験用アンテナは、例えば図１７に示すようなダブルリッジホーンアンテナ（Double-Ridged Horn Antenna：ＤＲＨＡ）又はクアッドリッジホーンアンテナ（Quad-Ridged Horn Antenna：ＱＲＨＡ）であった（例えば、特許文献１参照）。 In OTA tests, for example, radiated power measurements such as Total Radiated Power (TRP) and Equivalent Isotropically Radiated Power (EIRP) and 5G call connections are transmitted to 5G wireless terminals via test antennas. is carried out against A conventional test antenna is, for example, a Double-Ridged Horn Antenna (DRHA) or a Quad-Ridged Horn Antenna (QRHA) as shown in FIG. 17 (for example, Patent Document 1 reference).

図１７は、従来のアンテナ３００をホーン３０１の中心軸３３０を含む面で切断した断面図である。アンテナ３００は、通常のホーンアンテナよりも動作周波数範囲を拡張するために、ホーン３０１の内壁面に一対のリッジ３０５，３０６を備えている。一対のリッジ３０５，３０６は、ホーン３０１の中心軸３３０に対して対称なテーパ形状を成している。アンテナ３００がＱＲＨＡである場合には、一対のリッジ３０５，３０６に直交する更に一対のリッジがホーン３０１の内壁面に形成される。ＱＲＨＡの場合、４つのリッジは互いに収まるように屋根のような形状に作られている。 FIG. 17 is a cross-sectional view of conventional antenna 300 taken along a plane including center axis 330 of horn 301. As shown in FIG. Antenna 300 has a pair of ridges 305 and 306 on the inner wall surface of horn 301 to extend the operating frequency range over a normal horn antenna. A pair of ridges 305 and 306 form a tapered shape symmetrical with respect to the central axis 330 of horn 301 . If the antenna 300 is a QRHA, a pair of ridges perpendicular to the pair of ridges 305 and 306 are formed on the inner wall surface of the horn 301 . In the case of QRHA, the four ridges are shaped like roofs to fit into each other.

また、アンテナ３００は、ホーン３０１の外側から一対のリッジ３０５，３０６に電力を供給するための入力端子３０３を備えている。入力端子３０３は、リッジ３０５を通ってリッジ３０６の内部に先端が突出する中心導体３１０を有している。 Antenna 300 also has an input terminal 303 for supplying power to a pair of ridges 305 and 306 from outside horn 301 . The input terminal 303 has a center conductor 310 that protrudes through the ridge 305 and into the interior of the ridge 306 .

また、アンテナ３００は、ホーン３０１の開口面３０１ａと反対側の端部に連続するように構成された空洞部３０２を有している。空洞部３０２は、直方体形状を成しており、電波のエネルギーがアンテナ３００の背後から放射されることを防止するために設けられている。 Further, the antenna 300 has a hollow portion 302 that is continuous with the end portion of the horn 301 opposite to the opening surface 301a. Cavity 302 has a rectangular parallelepiped shape and is provided to prevent radio wave energy from being radiated from behind antenna 300 .

特許第５０３６７７２号公報Japanese Patent No. 5036772

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

しかしながら、図１７に示すような従来のアンテナ３００には、一対のリッジ３０５，３０６のうち、給電用の入力端子３０３のフランジ３１３に近い側のリッジ３０５の方により強い電力が供給されるため、遠方界の放射パターンが非対称になってしまうという問題があった。 However, in the conventional antenna 300 as shown in FIG. 17, of the pair of ridges 305 and 306, stronger power is supplied to the ridge 305 closer to the flange 313 of the input terminal 303 for feeding. There is a problem that the radiation pattern in the far field becomes asymmetrical.

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、従来のダブルリッジ又はクアッドリッジホーンアンテナよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができるアンテナ及びそれを備えたアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and provides an antenna capable of making the far-field radiation pattern more symmetrical than the conventional double-ridged or quad-ridged horn antenna, and the antenna provided therewith. An object of the present invention is to provide an antenna device with

上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナは、中心軸に対してテーパ形状を成すホーンと、前記中心軸を挟んで互いに対向するように前記ホーンの内壁面に配置され、前記中心軸に対してテーパ形状を成す一対のリッジからなる第１リッジ対と、第１中心導体を有し、前記ホーンの外側から前記第１リッジ対に電力を供給するための第１入力端子と、前記ホーンの開口面と反対側の端部に連続し、前記第１中心導体よりも前記開口面から遠い側に位置する空洞部と、を備え、前記第１中心導体は、前記第１リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの一方のリッジを通って、前記第１リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの他方のリッジの内部に先端が突出するように配置され、前記空洞部は、前記第１中心導体の先端から遠い側から前記第１中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなっている構成である。 In order to solve the above problems, an antenna according to the present invention includes a horn tapered with respect to a central axis, and arranged on an inner wall surface of the horn so as to face each other with the central axis interposed therebetween. a first input terminal having a first center conductor for supplying power to the first ridge pair from outside the horn; a hollow portion continuous with the end portion of the horn opposite to the opening surface and located farther from the opening surface than the first center conductor, wherein the first center conductor includes the first ridge pair. The hollow portion is arranged such that a tip thereof projects through one of the pair of ridges constituting the ridge and into the interior of the other ridge of the pair of ridges constituting the first ridge pair. , narrowing along the direction from the side far from the tip of the first central conductor toward the tip of the first central conductor.

上記のように、本発明に係るアンテナは、第１中心導体の先端から遠い側から第１中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなる空洞部を備えているため、従来のＤＲＨＡ又はＱＲＨＡよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができる。 As described above, the antenna according to the present invention has a cavity that narrows along the direction from the side farther from the tip of the first central conductor toward the tip of the first central conductor. can also make the far-field radiation pattern symmetrical.

また、本発明に係るアンテナにおいては、前記空洞部は、前記中心軸に対して傾斜した面を含む後壁を有する構成であってもよい。 Moreover, in the antenna according to the present invention, the hollow portion may have a rear wall including a surface inclined with respect to the central axis.

上記のように、本発明に係るアンテナは、ホーンの中心軸に対して傾斜した面を空洞部の後壁に設けることで、第１中心導体の先端から遠い側から第１中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなる空洞部を容易に形成することができる。 As described above, in the antenna according to the present invention, by providing the rear wall of the hollow portion with a surface that is inclined with respect to the central axis of the horn, the tip of the first central conductor can reach the tip of the first central conductor from the side far from the tip of the first central conductor. It is possible to easily form a cavity that narrows along the direction of travel.

また、本発明に係るアンテナは、前記中心軸を挟んで互いに対向するように前記ホーンの内壁面に配置され、前記中心軸に対してテーパ形状を成す一対のリッジからなる第２リッジ対と、第２中心導体を有し、前記ホーンの外側から前記第２リッジ対に電力を供給するための第２入力端子と、を更に備え、前記第２リッジ対は前記第１リッジ対と直交し、前記第２中心導体は、前記第２リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの一方のリッジを通って、前記第２リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの他方のリッジの内部に先端が突出するように配置され、前記空洞部は、前記第２中心導体よりも前記開口面から遠い側に位置し、前記第２中心導体の先端から遠い側から前記第２中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなっている構成であってもよい。 Further, the antenna according to the present invention is arranged on the inner wall surface of the horn so as to face each other with the central axis interposed therebetween, and a second ridge pair comprising a pair of ridges tapered with respect to the central axis; a second input terminal having a second center conductor for powering the second ridge pair from outside the horn, the second ridge pair being orthogonal to the first ridge pair; The second center conductor passes through one ridge of the pair of ridges forming the second ridge pair and enters the inside of the other ridge of the pair of ridges forming the second ridge pair. The hollow portion is located on the side farther from the opening surface than the second center conductor, and extends from the side far from the tip of the second center conductor to the tip of the second center conductor. It may be a configuration that narrows along the facing direction.

上記のように、本発明に係るアンテナは、空洞部が、第２中心導体の先端から遠い側から第２中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなっているため、従来のＱＲＨＡよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができる。 As described above, in the antenna according to the present invention, since the cavity narrows along the direction from the side farther from the tip of the second central conductor toward the tip of the second central conductor, the antenna is farther than the conventional QRHA. The field radiation pattern can be symmetrical.

また、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、前記内部空間において前記回転放物面から定まる焦点位置に配置され、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前記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前記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、前記焦点位置外に配置され、前記試験用アンテナあるいは前記複数の受信アンテナのいずれかが上記のいずれかのアンテナである構成である。 Further, an antenna device according to the present invention includes a radio wave anechoic box having an inner space that is not affected by the surrounding radio wave environment, and a plurality of anechoic boxes accommodated in the inner space for receiving radio signals of a plurality of preset divided frequency bands. A receiving antenna, a reflector having a predetermined paraboloid of revolution housed in the internal space, and a focal position determined by the paraboloid of revolution in the internal space to transmit or receive a radio signal in a specified frequency band. and a test antenna for outputting a test signal to a device under test via the test antenna, and receiving a signal under test output from the device under test to which the test signal is input by the test antenna. a transmitting/receiving characteristic measuring device for measuring a radio signal in the prescribed frequency band based on the received signal under measurement; a signal analysis device for receiving radio signals in the divided frequency bands via the receiving antennas corresponding to the respective divided frequency bands, and analyzing the frequency distribution and power of the received radio signals in the divided frequency bands; wherein the reflector is transmitted or received via the paraboloid of revolution by an antenna under test possessed by the object under test arranged within a quiet zone in the internal space. Radio waves of radio signals in frequency bands are reflected, and each of the divided frequency bands is 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. are divided, the plurality of receiving antennas are arranged outside the focal position, and either the test antenna or the plurality of receiving antennas is any of the above antennas.

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 the plurality of receiving antennas are arranged outside the focal position determined by the paraboloid of revolution 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. The need for placement is eliminated, and the durability of the device can be enhanced. Furthermore, the antenna device according to the present invention can continuously measure spurious emissions in each frequency band for a DUT that transmits and receives radio signals in the millimeter wave band. It can be carried out.

また、この構成により、本発明に係るアンテナ装置は、試験用アンテナあるいは複数の受信アンテナのうちの少なくとも１つに上記のいずれかのアンテナを用いることにより、装置全体のコストを抑えることができる。 Also, with this configuration, the antenna device according to the present invention uses any one of the above antennas as the test antenna or at least one of the plurality of receiving antennas, thereby reducing the cost of the entire device.

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。また、本発明に係るアンテナ装置は、試験用アンテナあるいは複数の受信アンテナとして、上記のいずれかのアンテナを用いることにより、放射パターンの対称な無線信号を送受信して高品質な測定を行うことができる。 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 that transmits or receives radio signals in a specified frequency band. can be measured to Further, the antenna device according to the present invention uses any one of the above antennas as a test antenna or a plurality of receiving antennas, so that radio signals with symmetrical radiation patterns can be transmitted and received to perform high-quality measurement. can.

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 apparatus according to the present invention holds the plurality of reception antennas so that the centers of the aperture planes of the plurality of reception antennas are arranged within a distance from the focal position according to the size of the quiet zone. The configuration may be further provided with an antenna holding portion that holds the antenna.

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 radio waves of radio signals are radiated from each receiving antenna is 0.6 dB. The center of the aperture plane of the receiving antenna is placed within a distance (for example, within 60 mm) from the focal position that is less than . As a result, the antenna apparatus according to the present invention can obtain spurious measurement results with substantially the same quality as when a plurality of receiving antennas are arranged at the 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, the antenna holding section is configured such that the aperture plane of the test antenna and the aperture planes 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 propagation 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 apparatus according to the present invention can easily place multiple receiving antennas at off-focus positions where good quality spurious measurement results can be obtained.

本発明は、従来のダブルリッジ又はクアッドリッジホーンアンテナよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができるアンテナ及びそれを備えたアンテナ装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an antenna and an antenna apparatus having the same that can make the far-field radiation pattern more symmetrical than conventional double-ridge or quad-ridge horn antennas.

本発明の第１の実施形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the configuration of an antenna according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図１に示したアンテナをホーンの中心軸を含む面で切断した断面図である。2 is a cross-sectional view of the antenna shown in FIG. 1 taken along a plane including the central axis of the horn; FIG. 図１に示したアンテナの第１リッジ対のテーパ形状を説明するための図である。2 is a diagram for explaining a tapered shape of a first ridge pair of the antenna shown in FIG. 1; FIG. 図１に示したアンテナの空洞部の断面図であって、（ａ）は空洞部の後壁が傾斜面を含む場合を示しており、（ｂ）は空洞部の後壁が曲面を含む場合を示しており、（ｃ）は空洞部の後壁が階段状の面を含む場合を示している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the cavity of the antenna shown in FIG. 1, where (a) shows the case where the back wall of the cavity includes an inclined surface, and (b) shows the case where the back wall of the cavity includes a curved surface; and (c) the case where the back wall of the cavity includes a stepped surface. （ａ）は従来の直方体形状を成す空洞部を有するアンテナに電力を供給した場合の放射パターンを示すグラフであり、（ｂ）は本実施形態の後壁が傾斜している空洞部を有するアンテナに電力を供給した場合の放射パターンを示すグラフである。(a) is a graph showing a radiation pattern when power is supplied to a conventional antenna having a cavity having a rectangular parallelepiped shape, and (b) is an antenna having a cavity with an inclined rear wall according to the present embodiment. is a graph showing the radiation pattern when power is supplied to the; 従来のアンテナと第１の実施形態に係るアンテナに２２．６５ＧＨｚの試験信号が入力された場合の遠方界の放射パターンを示すグラフである。7 is a graph showing far-field radiation patterns when a test signal of 22.65 GHz is input to the conventional antenna and the antenna according to the first embodiment; 本発明の第２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 showing a schematic structure of the whole measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図７に示した測定装置の機能構成を示すブロック図である。8 is a block diagram showing the functional configuration of the measuring device shown in FIG. 7; FIG. 図７に示した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。8 is a block diagram showing the functional configuration of an integrated control device of the measuring device shown in FIG. 7; FIG. （ａ）は図７に示した測定装置における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）は図７に示した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。8A is a block diagram showing the functional configuration of an NR system simulator in the measuring device shown in FIG. 7, and FIG. 8B is a block diagram showing the functional configuration of a signal analysis device in the measuring device shown in FIG. 7; 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。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the near field and far field in radio wave propagation between an antenna AT and a wireless terminal, (a) showing an example of direct far field, and (b) showing an example of CATR. 図７に示した測定装置の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。FIG. 8 is a schematic diagram showing the signal path structure of a parabolic paraboloid of revolution similar to the reflector employed in the OTA chamber of the measurement apparatus shown in FIG. 7; 図７に示した測定装置の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。FIG. 8 is a schematic diagram showing the signal path structure of an offset parabola with a paraboloid of revolution similar to the reflector employed in the OTA chamber of the measurement apparatus shown in FIG. 7; 図７に示した測定装置の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。FIG. 8 is a table showing the operating frequency classification of a plurality of receiving antennas for spurious measurement adopted in the OTA chamber of the measuring apparatus shown in FIG. 7; 図７に示した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。FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of a test antenna and a plurality of receiving antennas in the antenna holding section of the measuring device shown in FIG. 7; 図７に示した測定装置におけるＤＵＴのスプリアス測定処理を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing DUT spurious measurement processing in the measurement apparatus shown in FIG. 7 ; FIG. 従来のアンテナをホーンの中心軸を含む面で切断した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional antenna cut along a plane including the central axis of the horn;

以下、本発明に係るアンテナ及びそれを備えたアンテナ装置の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図面上の各構成要素の寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。本発明に係るアンテナは、例えばＤＲＨＡ又はＱＲＨＡである。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an antenna and an antenna device including the antenna according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the dimensional ratio of each component on each drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio. The antenna according to the invention is for example DRHA or QRHA.

（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ２００は、ホーン２０１と、空洞部２０２と、第１リッジ対と、第２リッジ対と、第１入力端子２０３と、第２入力端子２０４と、を備え、ミリ波の周波数帯域（例えば、約２０ＧＨｚ～４６ＧＨｚ）を使用するものである。なお、図１は、アンテナ２００がＱＲＨＡである場合を図示している。アンテナ２００がＤＲＨＡである場合は、第２リッジ対と、第２入力端子２０４とは省略される。 (First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna 200 according to the first embodiment of the present invention includes a horn 201, a cavity 202, a first ridge pair, a second ridge pair, and a first input terminal 203. and a second input terminal 204, and uses the millimeter wave frequency band (eg, approximately 20 GHz to 46 GHz). Note that FIG. 1 illustrates a case where the antenna 200 is QRHA. If the antenna 200 is a DRHA, the second ridge pair and the second input terminal 204 are omitted.

ホーン２０１は、その中心軸２３０に垂直な断面形状が矩形であり、中心軸２３０に対してテーパ形状を成す。すなわち、ホーン２０１は、その開口面２０１ａから空洞部２０２側の端部に向かってテーパ状に狭まるように構成されている。 The horn 201 has a rectangular cross-sectional shape perpendicular to its central axis 230 and is tapered with respect to the central axis 230 . That is, the horn 201 is configured to taper from the opening surface 201a toward the end portion on the hollow portion 202 side.

第１リッジ対は、偏波面がＸＹ平面に平行な直線偏波の電波に関して、アンテナ２００が送受信可能な周波数帯域を拡張するためのものである。第１リッジ対は、ホーン２０１の中心軸２３０を挟んで互いに対向するようにホーン２０１の内壁面に配置され、中心軸２３０に対して対称なテーパ形状を成す一対のリッジ２０５，２０６からなる。 The first ridge pair is for extending the frequency band that can be transmitted and received by the antenna 200 with respect to linearly polarized radio waves whose plane of polarization is parallel to the XY plane. The first ridge pair consists of a pair of ridges 205 and 206 which are arranged on the inner wall surface of horn 201 so as to face each other across center axis 230 of horn 201 and form a tapered shape symmetrical with respect to center axis 230 .

第２リッジ対は、第１リッジ対と直交し、偏波面がＸＺ平面に平行な直線偏波の電波に関して、アンテナ２００が送受信可能な周波数帯域を拡張するためのものである。第２リッジ対は、ホーン２０１の中心軸２３０を挟んで互いに対向するようにホーン２０１の内壁面に配置され、中心軸２３０に対して対称なテーパ形状を成す一対のリッジ２０７，２０８からなる。 The second ridge pair extends the frequency band in which the antenna 200 can transmit and receive linearly polarized radio waves that are orthogonal to the first ridge pair and whose plane of polarization is parallel to the XZ plane. The second ridge pair consists of a pair of ridges 207 and 208 that are arranged on the inner wall surface of horn 201 so as to face each other across center axis 230 of horn 201 and form a symmetrical tapered shape with respect to center axis 230 .

ホーン２０１、空洞部２０２、第１リッジ対、及び第２リッジ対は、例えば、同一の金属部材２０９により形成されている。なお、ホーン２０１、空洞部２０２、第１リッジ対、及び第２リッジ対は、同一の金属部材２０９により一体形成されていてもよい。金属部材２０９としては、真鍮、アルミニウム、銅などの導電性材料を用いることができる。金属部材２０９は、切削加工費及び組立性の観点から、全体として直方体形状を成している。 The horn 201, the cavity 202, the first ridge pair, and the second ridge pair are made of the same metal member 209, for example. Note that the horn 201 , the hollow portion 202 , the first ridge pair, and the second ridge pair may be integrally formed of the same metal member 209 . A conductive material such as brass, aluminum, or copper can be used as the metal member 209 . The metal member 209 has a rectangular parallelepiped shape as a whole from the viewpoint of cutting costs and assembly.

第１入力端子２０３は、ホーン２０１の外側から第１リッジ対に電力を供給するための端子である。第１入力端子２０３は、例えば、第１中心導体２１０と、第１中心導体２１０の周囲を取り囲む絶縁体２１１と、絶縁体２１１の周囲を取り囲む外部導体２１２と、外部導体２１２に電気的に接続されたフランジ２１３と、を有する同軸コネクタである。第１中心導体２１０、外部導体２１２、及びフランジ２１３は、例えばステンレスに金メッキ処理若しくはパッシベーション処理が施されてなる。パッシベーション処理とは、ステンレスの組成元素であるクロムによる酸化膜（不動態被膜）を生成する処理である。 A first input terminal 203 is a terminal for supplying power to the first ridge pair from the outside of the horn 201 . The first input terminal 203 is, for example, a first central conductor 210 , an insulator 211 surrounding the first central conductor 210 , an outer conductor 212 surrounding the insulator 211 , and electrically connected to the outer conductor 212 . , a coaxial connector having a flange 213 that is The first central conductor 210, the outer conductor 212, and the flange 213 are made of, for example, stainless steel plated with gold or passivated. Passivation treatment is treatment for forming an oxide film (passive film) by chromium, which is a constituent element of stainless steel.

第１中心導体２１０は、Ｙ軸方向に延伸し、第１リッジ対を構成する一対のリッジのうちの一方のリッジ２０５を通って、第１リッジ対を構成する一対のリッジのうちの他方のリッジ２０６の内部に先端が突出するように配置される。なお、第１中心導体２１０の先端付近において給電部として機能する領域を第１給電領域２１５と称する。不図示の同軸ケーブルを介して後述する信号処理部４０ａから第１中心導体２１０に試験信号が給電されると、第１中心導体２１０と金属部材２０９との間に高周波の電圧が印加される。これにより、アンテナ２００は、偏波面がＸＹ平面に平行な試験信号の電波を外部に放射する。また、第１中心導体２１０は、偏波面がＸＹ平面に平行な電波を外部から受信すると、受信した第１給電領域２１５内の電波を不図示の同軸ケーブルに向けて出力する。 The first center conductor 210 extends in the Y-axis direction, passes through one ridge 205 of the pair of ridges forming the first ridge pair, and extends to the other of the pair of ridges forming the first ridge pair. It is arranged so that the tip protrudes inside the ridge 206 . A region near the tip of the first central conductor 210 that functions as a power feeding portion is referred to as a first power feeding region 215 . When a test signal is fed to the first central conductor 210 from the signal processing unit 40a to be described later via a coaxial cable (not shown), a high-frequency voltage is applied between the first central conductor 210 and the metal member 209 . As a result, the antenna 200 radiates to the outside a radio wave of the test signal whose plane of polarization is parallel to the XY plane. Further, when the first central conductor 210 receives an electric wave whose plane of polarization is parallel to the XY plane from the outside, the first central conductor 210 outputs the received electric wave within the first feeding region 215 toward a coaxial cable (not shown).

フランジ２１３は、金属部材２０９に第１入力端子２０３を取り付けるためのものであり、例えば、２つのねじ孔２１３ａ，２１３ｂを有している。フランジ２１３は、２つのねじ孔２１３ａ，２１３ｂに挿通される２つのねじ２１４ａ，２１４ｂにより、金属部材２０９に電気的に接続するように固定される。 The flange 213 is for attaching the first input terminal 203 to the metal member 209, and has, for example, two screw holes 213a and 213b. Flange 213 is fixed in electrical connection with metal member 209 by two screws 214a and 214b inserted through two screw holes 213a and 213b.

第２入力端子２０４は、ホーン２０１の外側から第２リッジ対に電力を供給するための端子である。第２入力端子２０４は、第１入力端子２０３と同様の構成であって、第２中心導体２２０と、第２中心導体２２０の周囲を取り囲む絶縁体２２１と、絶縁体２２１の周囲を取り囲む外部導体２２２と、外部導体２２２に電気的に接続されたフランジ２２３と、を有する同軸コネクタである。 A second input terminal 204 is a terminal for supplying power from the outside of the horn 201 to the second ridge pair. The second input terminal 204 has the same configuration as the first input terminal 203, and includes a second central conductor 220, an insulator 221 surrounding the second central conductor 220, and an outer conductor surrounding the insulator 221. 222 and a flange 223 electrically connected to the outer conductor 222.

第２中心導体２２０は、Ｚ軸方向に延伸し、第２リッジ対を構成する一対のリッジのうちの一方のリッジ２０７を通って、第２リッジ対を構成する一対のリッジのうちの他方のリッジ２０８の内部に先端が突出するように配置される。なお、図示は省略するが、第２中心導体２２０の先端付近において給電部として機能する領域を第２給電領域と称する。不図示の同軸ケーブルを介して後述する信号処理部４０ａから第２中心導体２２０に試験信号が給電されると、第２中心導体２２０と金属部材２０９との間に高周波の電圧が印加される。これにより、アンテナ２００は、偏波面がＸＺ平面に平行な試験信号の電波を外部に放射する。また、第２中心導体２２０は、偏波面がＸＺ平面に平行な電波を外部から受信すると、受信した第２給電領域内の電波を不図示の同軸ケーブルに向けて出力する。 The second center conductor 220 extends in the Z-axis direction, passes through one ridge 207 of the pair of ridges forming the second ridge pair, and extends to the other of the pair of ridges forming the second ridge pair. It is arranged so that the tip protrudes inside the ridge 208 . Although illustration is omitted, a region near the tip of the second central conductor 220 that functions as a power feeding portion is referred to as a second power feeding region. When a test signal is supplied to the second central conductor 220 from the signal processing unit 40a to be described later via a coaxial cable (not shown), a high-frequency voltage is applied between the second central conductor 220 and the metal member 209 . As a result, the antenna 200 radiates to the outside a radio wave of the test signal whose plane of polarization is parallel to the XZ plane. Further, when the second central conductor 220 receives an electric wave whose plane of polarization is parallel to the XZ plane from the outside, the second central conductor 220 outputs the received electric wave within the second feeding area toward a coaxial cable (not shown).

図３は、第１リッジ対のテーパ形状を説明するための図である。図３は、第１リッジ対を構成する一対のリッジ２０５，２０６のうち、第１入力端子２０３のフランジ２１３に近い側のリッジ２０５の形状を図示している。リッジ２０６の形状についても図の上下を反転させた形で同様に示すことができるが、ここでは煩雑になるのを避けるため図示を省略する。 FIG. 3 is a diagram for explaining the tapered shape of the first ridge pair. FIG. 3 illustrates the shape of the ridge 205 closer to the flange 213 of the first input terminal 203 of the pair of ridges 205 and 206 forming the first ridge pair. The shape of the ridge 206 can also be shown by turning the figure upside down, but the illustration is omitted here to avoid complication.

リッジ２０５，２０６それぞれの形状は、例えば下記の式（１）に示すように、指数関数の項と線形関数の項との和で表現することができる。ここで、Ｘ＝０、かつ、Ｙ＝０となる点は、第１リッジ対のテーパ形状の開始点であり、ホーン２０１の中心軸２３０上において開口面２０１ａよりも第１中心導体２１０側に位置する。 The shape of each of the ridges 205 and 206 can be expressed by the sum of an exponential function term and a linear function term, as shown in Equation (1) below, for example. Here, the point where X=0 and Y=0 is the starting point of the tapered shape of the first ridge pair, and is closer to the first central conductor 210 than the opening surface 201a on the central axis 230 of the horn 201. To position.

式（１）の曲線において、Ｘ＝０におけるＹの値をＹ０とすると、Ａ＝Ｙ０となる。また、リッジ２０５，２０６のテーパ形状のＸ軸方向の長さをＬとし、Ｘ＝ＬにおけるＹの値をＹＬとする。Ｂは、ホーン２０１の中心軸２３０へ向かうリッジ２０５，２０６のテーパ形状の膨らみを規定するパラメータである。式（１）は、Ｂの値を大きくするほどテーパ形状の線形性が高まり、Ｂの値を小さくするほどホーン２０１の中心軸２３０へ向かうテーパ形状の膨らみがより多くなることを示している。 In the curve of formula (1), if the value of Y at X= 0 is Y0, then A= Y0 . Let L be the length of the tapered shape of the ridges 205 and 206 in the X-axis direction, and YL be the value of Y when X= L . B is a parameter that defines the tapered bulge of ridges 205 and 206 toward central axis 230 of horn 201 . Equation (1) indicates that the greater the value of B, the greater the linearity of the tapered shape, and the smaller the value of B, the greater the bulge of the tapered shape toward the central axis 230 of the horn 201 .

Figure 0007136942000001
Figure 0007136942000001

式（１）におけるｋは、下記の式（２）に示すように、Ｂ、Ａ、Ｌ、及びＹＬの関数である。 k in equation (1) is a function of B, A, L , and YL, as shown in equation (2) below.

Figure 0007136942000002
Figure 0007136942000002

第２リッジ対のテーパ形状も同様に、式（１）及び（２）で表すことができる。 Similarly, the tapered shape of the second ridge pair can be represented by equations (1) and (2).

空洞部２０２は、ホーン２０１の開口面２０１ａと反対側の端部に連続し、第１中心導体２１０よりも開口面２０１ａから遠い側に位置するように構成されている。空洞部２０２は、電波のエネルギーがアンテナ２００の背後から放射されることを防止するために設けられている。空洞部２０２は、第１中心導体２１０の先端から遠い側から第１中心導体２１０の先端に向かう方向に沿って狭くなっている。換言すれば、空洞部２０２は、ＸＺ平面に平行な断面の面積が、第１中心導体２１０の先端から遠い側から第１中心導体２１０の先端に向かう方向に沿って小さくなるように構成されている。 The hollow portion 202 is continuous with the end portion of the horn 201 opposite to the opening surface 201a, and is located farther from the opening surface 201a than the first central conductor 210 is. Cavity 202 is provided to prevent radio wave energy from being radiated from behind antenna 200 . The cavity 202 narrows along the direction from the side far from the tip of the first central conductor 210 toward the tip of the first central conductor 210 . In other words, the cavity 202 is configured such that the cross-sectional area parallel to the XZ plane decreases along the direction from the side far from the tip of the first central conductor 210 toward the tip of the first central conductor 210 . there is

さらに、アンテナ２００がＱＲＨＡである場合は、空洞部２０２は、第１中心導体２１０及び第２中心導体２２０よりも開口面２０１ａから遠い側に位置する。空洞部２０２は、第１中心導体２１０の先端から遠い側から第１中心導体２１０の先端に向かう方向に沿って狭くなっているとともに、第２中心導体２２０の先端から遠い側から第２中心導体２２０の先端に向かう方向に沿って狭くなっている。換言すれば、空洞部２０２は、ＸＹ平面に平行な断面の面積が、第２中心導体２２０の先端から遠い側から第２中心導体２２０の先端に向かう方向に沿って小さくなるように構成されている。 Furthermore, when the antenna 200 is a QRHA, the cavity 202 is located farther from the opening surface 201a than the first central conductor 210 and the second central conductor 220 are. The hollow portion 202 narrows along the direction from the side far from the tip of the first center conductor 210 toward the tip of the first center conductor 210 , and narrows along the direction from the side far from the tip of the second center conductor 220 to the second center conductor. It narrows along the direction towards the tip of 220 . In other words, the cavity 202 is configured such that the cross-sectional area parallel to the XY plane decreases along the direction from the side far from the tip of the second central conductor 220 toward the tip of the second central conductor 220 . there is

図４（ａ）～（ｃ）は、空洞部２０２の形状の例を示すＸＹ平面内の断面図である。図４（ａ）は、空洞部２０２の後壁２０２ａが、ホーン２０１の中心軸２３０に対して傾斜した面を含む例を示している。また、図４（ｂ）は、空洞部２０２の後壁２０２ａが曲面を含む例を示している。また、図４（ｃ）は、空洞部２０２の後壁２０２ａが階段状の面を含む例を示している。 4A to 4C are cross-sectional views in the XY plane showing examples of the shape of the cavity 202. FIG. FIG. 4(a) shows an example in which the rear wall 202a of the hollow portion 202 includes a surface inclined with respect to the central axis 230 of the horn 201. FIG. Also, FIG. 4(b) shows an example in which the rear wall 202a of the hollow portion 202 includes a curved surface. Also, FIG. 4C shows an example in which the rear wall 202a of the hollow portion 202 includes a stepped surface.

図５（ａ）は、従来の直方体形状を成す空洞部３０２を有するアンテナ３００に電力を供給した場合の放射パターンについてのシミュレーション結果である。図中の破線は、ホーン３０１の中心軸３３０に対する波面の傾きを示す補助線である。図５（ａ）の空洞部３０２のＸ軸方向とＹ軸方向の長さはそれぞれ１．１ｍｍと４．４ｍｍである。 FIG. 5(a) is a simulation result of a radiation pattern when power is supplied to a conventional antenna 300 having a cavity 302 having a rectangular parallelepiped shape. A dashed line in the figure is an auxiliary line indicating the inclination of the wavefront with respect to the central axis 330 of the horn 301 . The lengths of the cavity 302 in FIG. 5A in the X-axis direction and the Y-axis direction are 1.1 mm and 4.4 mm, respectively.

また、図５（ｂ）は、本実施形態の後壁２０２ａが傾斜している空洞部２０２を有するアンテナ２００に電力を供給した場合の放射パターンについてのシミュレーション結果である。図中の破線は、ホーン２０１の中心軸２３０に対する波面の傾きを示す補助線である。図５（ｂ）の空洞部２０２のＹ軸方向の長さは４．４ｍｍであり、空洞部２０２のＸ軸方向の長さはＹ軸の負方向に向かって１．１ｍｍから０ｍｍまで変化する。 FIG. 5(b) is a simulation result of the radiation pattern when power is supplied to the antenna 200 having the hollow portion 202 with the rear wall 202a inclined according to the present embodiment. A dashed line in the figure is an auxiliary line indicating the inclination of the wavefront with respect to the central axis 230 of the horn 201 . The length in the Y-axis direction of the hollow portion 202 in FIG. 5B is 4.4 mm, and the length in the X-axis direction of the hollow portion 202 varies from 1.1 mm to 0 mm in the negative direction of the Y-axis. .

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来の直方体形状を成す空洞部３０２を有するアンテナ３００と比較して、本実施形態の後壁２０２ａが傾斜している空洞部２０２を有するアンテナ２００では、開口面２０１ａに向かうにつれて波面がホーン２０１の中心軸２３０に対して対称になっていくことが分かった。 As shown in FIGS. 5(a) and 5(b), compared with the conventional antenna 300 having a rectangular parallelepiped cavity 302, the antenna of this embodiment has a cavity 202 with an inclined rear wall 202a. In 200, it has been found that the wavefront becomes symmetrical with respect to the central axis 230 of the horn 201 as it goes toward the aperture surface 201a.

図６は、従来のアンテナ３００の入力端子３０３と、本実施形態のアンテナ２００の第１入力端子２０３に、２２．６５ＧＨｚの試験信号が入力された場合の遠方界の放射パターンを示すグラフである。破線で示す従来のアンテナ３００の放射パターンは、正面からの角度－３０度と＋３０度とにおける利得の差が約３ｄＢとなる非対称性を有している。これに対して、実線で示す本実施形態のアンテナ２００の放射パターンは、正面からの角度－３０度と＋３０度とにおける利得の差が約０．５ｄＢとなり、非対称性が抑えられていることが分かる。つまり、空洞部２０２の後壁２０２ａを傾斜させることで、放射パターンの対称性が２．５ｄＢ向上している。 FIG. 6 is a graph showing far-field radiation patterns when a test signal of 22.65 GHz is input to the input terminal 303 of the conventional antenna 300 and the first input terminal 203 of the antenna 200 of this embodiment. . The radiation pattern of the conventional antenna 300 indicated by the dashed line has an asymmetry with a gain difference of about 3 dB between −30 degrees and +30 degrees from the front. On the other hand, in the radiation pattern of the antenna 200 of the present embodiment shown by the solid line, the difference in gain between −30 degrees and +30 degrees from the front is about 0.5 dB, indicating that the asymmetry is suppressed. I understand. That is, by inclining the rear wall 202a of the cavity 202, the symmetry of the radiation pattern is improved by 2.5 dB.

このように、第１入力端子２０３のフランジ２１３に近い側の空洞部２０２の空間を相対的に広げて、第１中心導体２１０の先端に近い側の空洞部２０２の空間を相対的に狭めることで、給電用の第１入力端子２０３の配置に起因する遠方界の放射パターン（ＸＹ平面）の非対称性を打ち消すことができる。同様に、第２入力端子２０４のフランジ２２３に近い側の空洞部２０２の空間を相対的に広げて、第２中心導体２２０の先端に近い側の空洞部２０２の空間を相対的に狭めることで、給電用の第２入力端子２０４の配置に起因する遠方界の放射パターン（ＸＺ平面）の非対称性を打ち消すことができる。 In this way, the space of the cavity 202 on the side closer to the flange 213 of the first input terminal 203 is relatively widened, and the space of the cavity 202 on the side closer to the tip of the first center conductor 210 is relatively narrowed. , the asymmetry of the far-field radiation pattern (XY plane) due to the arrangement of the first input terminal 203 for feeding can be canceled. Similarly, by relatively widening the space of the cavity 202 on the side closer to the flange 223 of the second input terminal 204 and relatively narrowing the space of the cavity 202 on the side closer to the tip of the second center conductor 220 , the asymmetry of the far-field radiation pattern (XZ plane) due to the arrangement of the second input terminal 204 for feeding can be canceled.

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ２００は、第１中心導体２１０の先端から遠い側から第１中心導体２１０の先端に向かう方向に沿って狭くなる空洞部２０２を備えている。これにより、本実施形態に係るアンテナ２００は、従来のＤＲＨＡ又はＱＲＨＡよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができる。 As described above, the antenna 200 according to this embodiment includes the cavity 202 that narrows along the direction from the side far from the tip of the first central conductor 210 toward the tip of the first central conductor 210 . Thereby, the antenna 200 according to this embodiment can make the far-field radiation pattern more symmetrical than the conventional DRHA or QRHA.

また、本実施形態に係るアンテナ２００は、ホーン２０１の中心軸２３０に対して傾斜した面を空洞部２０２の後壁２０２ａに設けることで、第１中心導体２１０の先端から遠い側から第１中心導体２１０の先端に向かう方向に沿って狭くなる空洞部２０２を容易に形成することができる。 Further, in the antenna 200 according to the present embodiment, the rear wall 202a of the hollow portion 202 is provided with a surface that is inclined with respect to the center axis 230 of the horn 201, so that the first center conductor 210 extends from the side far from the tip of the first center conductor 210. A cavity 202 that narrows along the direction toward the tip of the conductor 210 can be easily formed.

また、本実施形態に係るアンテナ２００においては、空洞部２０２が、第２中心導体２０２の先端から遠い側から第２中心導体２２０の先端に向かう方向に沿って狭くなっている。これにより、本実施形態に係るアンテナ２００は、従来のＱＲＨＡよりも遠方界の放射パターンを対称にすることができる。 In addition, in the antenna 200 according to this embodiment, the cavity 202 narrows along the direction from the side far from the tip of the second central conductor 202 toward the tip of the second central conductor 220 . Thereby, the antenna 200 according to this embodiment can make the far-field radiation pattern more symmetrical than the conventional QRHA.

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置について、図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。 (Second embodiment)
Next, an antenna device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted as appropriate. Also, descriptions of operations similar to those of the first embodiment will be omitted as appropriate.

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７に示すような外観構造を有し、かつ、図８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７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 this embodiment corresponds to the antenna device of the present invention. The measuring apparatus 1 has an external structure as shown in FIG. 7 as a whole, and is composed of functional blocks as shown in FIG. However, FIG. 7 shows the layout of each component when the OTA chamber 50 is seen through from the side.

図７及び図８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. 7 and 8, the measurement apparatus 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 connected to the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30 via a network 19 such as Ethernet (registered trademark) so as to be able to communicate with each other. The integrated controller 10 is also connected via a network 19 to control means for controlling the components arranged in the OTA chamber 50 . The measurement apparatus 1 has, for example, a DUT attitude control section 17 as 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９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９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 composed of, for example, a personal computer (PC). be. Note that the DUT attitude control section 17 may be provided in the integrated control device 10 as shown in FIG. 9, for example. In the following description, it is assumed that the integrated control device 10 has the configuration shown in FIG.

測定装置１は、例えば、図７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７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。 For example, the measuring apparatus 1 uses a rack structure 90 having a plurality of racks 90a as shown in FIG. 7, and is operated in a manner in which each component is placed on each rack 90a. 7 shows an example in which the integrated control device 10, the NR system simulator 20, the signal analysis device 30, and the OTA chamber 50 are mounted on each rack 90a of the rack structure 90, respectively.

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、コンパクト・アンテナ・テスト・レンジ（Compact Antenna Test Range：以下、ＣＡＴＲ）の一例として用いられる。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。 Here, for the sake of 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 performance testing of 5G wireless terminals, and is used as an example of a compact antenna test range (hereinafter referred to as CATR). . Spurious measurement is a technique for measuring how much unnecessary radio waves, that is, spurious waves are radiated in other bands during communication at the target oscillation frequency of a 5G wireless terminal.

ＯＴＡチャンバ５０は、図７、図８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の被試験アンテナ１１０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。例えば、試験用アンテナ５は、第１の実施形態のアンテナ２００であってもよい。また、後述する試験用アンテナ５の開口面５ａは、開口面２０１ａであってもよい。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被試験アンテナ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. 7 and 8, the OTA chamber 50 is composed of, for example, a metallic casing main body 52 having a rectangular parallelepiped internal space 51 . The OTA chamber 50 accommodates the DUT 100 , the test antenna 5 facing the antenna under test 110 of the DUT 100 , and a plurality of receiving antennas 6 for spurious measurement in this internal space 51 to prevent the intrusion of radio waves from the outside and to the outside. Store in a state that prevents radiation of radio waves. As the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6, for example, an antenna for millimeter waves having directivity such as a horn antenna can be used. For example, the test antenna 5 may be the antenna 200 of the first embodiment. Also, the opening surface 5a of the test antenna 5, which will be described later, may be the opening surface 201a. The test antenna 5 transmits or receives radio signals to and from the antenna under test 110 for measuring the transmission characteristics or reception characteristics of the DUT 100 and spurious measurements.

ＯＴＡチャンバ５０の内部空間５１には、さらに、ＤＵＴ１００の被試験アンテナ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 includes a reflector 7 that realizes a radio wave path for returning the radio wave of the radio signal radiated from the antenna under test 110 of the DUT 100 to the opening planes of the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6. is accommodated. Further, a radio wave absorber 55 is attached to the entire inner surface of the OTA chamber 50, that is, the entire bottom surface 52a, side surface 52b, and upper surface 52c of the housing body 52, thereby enhancing the function of restricting the emission of radio waves to the outside. there is Thus, the OTA chamber 50 realizes an anechoic box having an inner space 51 that is not affected by the surrounding radio wave environment. The anechoic box used in this embodiment is, for example, of the 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, for example, a wireless terminal such as a smart phone. Communication standards for the DUT 100 include cellular (LTE, LTE-A, W-CDMA (registered trademark), GSM (registered trademark), CDMA2000, 1xEV-DO, TD-SCDMA, etc.), wireless LAN (IEEE802.11b/g/ a/n/ac/ad, etc.), Bluetooth®, GNSS (GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou, etc.), FM, and digital broadcasting (DVB-H, ISDB-T, etc.). Also, the DUT 100 may be a wireless terminal that transmits and receives wireless signals in the millimeter waveband compatible with 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の被試験アンテナ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。被試験アンテナ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の被試験アンテナ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（帯域外領域及びスプリアス領域）が区分されたものである。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」とも称し、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 this embodiment, for example, the DUT 100 is a 5G NR wireless terminal, and the antenna under test 110 of the DUT 100 transmits or receives wireless signals within a prescribed frequency band (millimeter wave band) conforming to the 5G NR standard. is. The antenna under test 110 is, for example, an array antenna such as a Massive-MIMO antenna, and corresponds to the antenna under test in the present invention. The test antenna 5 placed in the OTA chamber 50 transmits or receives radio signals in the same prescribed frequency band as the antenna under test 110 of the DUT 100 . On the other hand, the plurality of receiving antennas 6 each receive radio signals in a plurality of preset divided frequency bands different from the prescribed frequency band described above. Here, each divided frequency band is divided into a frequency band (out-of-band area and spurious area) 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. It is a thing. In addition, hereinafter, the out-of-band region and the spurious region are also collectively referred to as "spurious frequency band", and the radio signal of each divided frequency band is also referred to as "spurious signal".

図１４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１４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. 14 is a table showing usable frequency band classifications of the plurality of receiving antennas 6 arranged in the OTA chamber 50 in this embodiment. In FIG. 14, all frequency bands from 6 GHz to 87 GHz used by the plurality of receiving antennas 6 are 6 GHz to 20 GHz, 20 GHz to 40 GHz, 40 GHz corresponding to numbers 1, 2, 3, 4, . It is divided into a plurality of bands (divided frequency bands) of ~60 GHz, 60 GHz to 87 GHz, .

本実施形態において、ＯＴＡチャンバ５０は、例えば、図１４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、ミリ波の周波数帯域（例えば、約２０ＧＨｚ～４６ＧＨｚ）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 this embodiment, the OTA chamber 50 has, for example, four receiving antennas 6 in the internal space 51 that use partitioned frequency bands respectively corresponding to numbers 1, 2, 3, and 4 during the frequency band classification in FIG. It is something to do. Further, the OTA chamber 50 may be configured to employ an antenna that uses a millimeter wave frequency band (for example, approximately 20 GHz to 46 GHz) as a predetermined 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７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, the layout of the attitude varying 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. 7, in the OTA chamber 50, the housing main body 52 in the internal space 51 is provided with an attitude variable mechanism 56 that sequentially changes the attitude of the DUT 100 placed in the quiet zone QZ. ing. Here, the quiet zone QZ represents the range of the spatial region where the DUT 100 is irradiated with substantially uniform amplitude and phase from the test antenna 5 (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 an OTA test while suppressing the influence of scattered waves from the surroundings.

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 biaxial positioner having a rotation mechanism that rotates in biaxial directions. An OTA test system (Combined-axes system) is constructed in which the DUT 100 is rotated with two degrees of freedom. Specifically, the posture varying mechanism 56 has driving units 56a and 56b, a turntable 56c, a support 56d, and a DUT mounting portion 56e as a test target mounting portion.

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 driving units 56a and 56b are composed of driving motors such as stepping motors that generate rotational driving force. The turntable 56c is rotated by a predetermined angle around one of two axes orthogonal to each other by the rotational driving force of the driving portion 56a. The post 56d is connected to the turntable 56c, extends in one axial direction from the turntable 56c, and rotates together with the turntable 56c by the rotational driving force of the driving portion 56a. The DUT mounting portion 56e extends from the side surface of the column 56d in the direction of the other of the two axes, and rotates about the other axis by a predetermined angle due to the rotational driving force of the driving portion 56b. The DUT 100 is placed on the DUT placement section 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被試験アンテナ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。 Note that the above one axis is, for example, an axis (x-axis in the figure) extending in a direction perpendicular to the bottom surface 52a. Also, the other axis mentioned above is, for example, an axis extending horizontally from the side surface of the column 56d. The posture varying mechanism 56 configured in this manner sequentially rotates the DUT 100 held on the DUT mounting portion 56e to a state in which the antenna under test 110 is directed in all three-dimensional directions around the center of the DUT 100, for example, as the rotation center. It can be rotated to change its posture. That is, the measuring apparatus 1 of the present embodiment can be tested with a "black-box approach" by the posture changing 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 , 9 a and 9 b for establishing or maintaining a link (call) with the DUT 100 are provided at required positions on the housing main body 52 . A 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 standalone mode. The link antennas 8 , 9 a and 9 b are installed so as to have directivity with respect to the DUT 100 held by the attitude 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の被試験アンテナ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。 Spurious measurement is performed by measuring total radiated power (TRP). For this reason, it is necessary to maintain the state in which the antenna under test 110 of the DUT 100 emits a beam in a fixed direction when viewed from the housing, regardless of the rotation by the attitude varying mechanism 56 during the spurious measurement. First, before starting spurious measurement, a call connection is established between the DUT 100 and the NR system simulator 20 by the test antenna 5 . After that, the call connection between the DUT 100 and the NR system simulator 20 is maintained by the link antennas 9a and 9b provided near the DUT 100 so that the call connection is not cut off due to the rotation of the DUT 100. FIG. The two link antennas 9a and 9b are desirably arranged at points symmetrical with respect to the center of the DUT 100. FIG.

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。 In addition, in the OTA chamber 50, an antenna holding portion 61 is provided 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 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１３参照）型の構造を有するものである。リフレクタ７は、図７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が被試験アンテナ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と被試験アンテナ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. 13) type structure, which will be described later. The reflector 7 is mounted at a desired position on the side surface 52b of the OTA chamber 50 using a reflector holder 58, as shown in FIG. The reflector 7 receives the radio wave of the test signal radiated from one test antenna 5 arranged at the focal position F determined by the paraboloid of rotation, and is held by the attitude variable mechanism 56. While reflecting toward the DUT 100, the DUT 100 that received the test signal receives the radio wave of the signal under test radiated from the antenna under test 110 on the paraboloid of revolution, and directs the radio wave of the test signal toward the test antenna 5 that radiated the radio wave. It is arranged in a position and posture that allows it to be reflected by That is, the reflector 7 reflects radio waves of radio signals transmitted and received between the test antenna 5 and the antenna under test 110 via the paraboloid of revolution.

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１１～図１３を参照して説明する。図１１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１１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 advantages of mounting the reflector 7 on the OTA chamber 50 and the preferred form of the reflector 7 will be described with reference to FIGS. 11 to 13. FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing, for example, how radio waves radiated from an antenna AT equivalent to the test antenna 5 propagate to the wireless terminal 100A. The radio terminal 100A is equivalent to the DUT 100. FIG. In FIG. 11, (a) shows an example in which radio waves are transmitted directly from the antenna AT to the wireless terminal 100A (Direct Far Field), and (b) shows an example in which radio waves travel from the antenna AT through a paraboloid of revolution. An example of the case (CATR) of transmission to the wireless terminal 100A via the reflector 7A is shown.

図１１（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１１（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. 11(a), radio waves emitted from the antenna AT as a radiation source have the property of propagating while a plane (wavefront) connecting points of the same phase spreads spherically around the radiation source. At this time, interference waves caused by disturbances such as scattering, refraction, and reflection are also generated as indicated by broken lines. Further, the wavefront is a curved spherical surface (spherical wave) at a short distance from the radiation source, but the wavefront becomes closer to a plane (plane wave) at a distance from the radiation source. In general, the area where the wavefront should be considered as a spherical surface is called the near field (NEAR FIELD), and the area where the wavefront can be considered as a plane is called the far field (FAR FIELD). In the radio wave propagation shown in FIG. 11(a), the radio terminal 100A preferably receives plane waves rather than spherical waves in order to perform 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２Ｄ２／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 plane waves, the wireless terminal 100A needs to be placed in the far field. Here, when the maximum linear size of the radio terminal 100A is D and the wavelength of the radio wave is λ, the far field is at a distance of 2D 2 /λ or more from the antenna AT. Specifically, when D = 0.4 m (meters) and wavelength λ = 0.01 m (equivalent 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 DUT 100 having a maximum linear size D of, for example, about 5 cm (centimeter) to 33 cm is measured.

このように、図１１（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１１（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。 Thus, the direct far-field method shown in FIG. 11(a) has characteristics 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. There is a way to arrange the mirror 7A. According to this method, not only can the distance between the antenna AT and the radio terminal 100A be shortened, but also the effect of reducing the propagation loss can be expected because the area of the plane wave expands from the distance immediately after being reflected by the mirror surface of the reflector 7A. be able to. The degree of plane waves can be represented by the phase difference between waves in phase. An acceptable phase difference for plane waves is, for example, λ/16. The phase difference can be evaluated with a vector network analyzer (VNA), for example.

図１１（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１２参照）、あるいはオフセットパラボラ（図１３参照）がある。パラボラは、図１２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。 For example, a parabola (see FIG. 12) or an offset parabola (see FIG. 13) can be used as the reflecting mirror 7A shown in FIG. 11(b). As shown in FIG. 12, the parabola has a mirror surface (paraboloid of revolution) that is symmetrical with respect to the axis passing through the antenna center O. By installing a primary radiator having directivity, it has a function of reflecting radio waves radiated from the primary radiator in a direction parallel to the axial direction. Conversely, by arranging, for example, the test antenna 5 in this embodiment at the focal position F, the parabola can detect radio waves incident on the paraboloid of revolution in a direction parallel to the axial direction (for example, radio signal) can be reflected and guided to the test antenna 5 . However, the parabola has a perfect circular planar shape when viewed from the front (z-direction) and is large in structure, making it unsuitable for placement 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１３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１２参照）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１２参照）よりも構造が大幅に小さくて済む。 On the other hand, as shown in FIG. 13, the offset parabola has a shape obtained by cutting out a part of the paraboloid of revolution of a mirror surface (perfectly circular parabola (see FIG. 12)) that is asymmetric with respect to the axis of the paraboloid of revolution. ), and by installing the primary radiator with its beam axis inclined at an angle α, for example, with respect to the axis of the paraboloid of revolution, the radio waves radiated from the primary radiator has a function of reflecting in a direction parallel to the axial direction of By arranging, for example, the test antenna 5 in this embodiment at the focal position F, this offset parabola emits radio waves (for example, test signal radio waves for the DUT 100) radiated from the paraboloid of revolution. A radio wave that is reflected in a direction parallel to the axial direction of the paraboloid of revolution and is incident on the paraboloid of revolution in a direction parallel to the axial direction of the paraboloid of revolution (for example, a signal to be measured transmitted from the DUT 100 ) can be reflected by the paraboloid of revolution and guided to the test antenna 5 . An offset parabola can be positioned so that the mirror surface is nearly vertical, and requires a much smaller structure than a parabola (see FIG. 12).

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７に示すように、オフセットパラボラ（図１３参照）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 findings described above, in the OTA chamber 50 of the present embodiment, as shown in FIG. It is placed on the radio wave propagation path between The reflector 7 is attached to the side surface 52b of the housing body 52 so that the center of the aperture of the test antenna 5 is the focal point.

リフレクタ７の軸ＲＳ１に対して、ＤＵＴ１００の被試験アンテナ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 under test 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 inclined at a predetermined angle α. ing. 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 inclined 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. FIG.

図１５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１４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. 15, the antenna holding portion 61 includes an aperture plane 5a of the test antenna 5 and an aperture plane 6- of the plurality of receiving antennas 6 (6-1, 6-2, 6-3, 6-4). 1a, 6-2a, 6-3a, and 6-4a are arranged on the same plane 61a perpendicular to the beam axis BS1. It has become. Here, "perpendicular" means that the plane 61a forms an angle of about 90±10 degrees with respect to the beam axis BS1. This plane 61 a is formed of, for example, one surface of a rectangular parallelepiped electromagnetic wave absorber having openings corresponding to the opening surfaces of the test antenna 5 and the plurality of receiving antennas 6 . Note that numbers 1, 2, 3 and 4 in FIG. 14 correspond to the receiving antennas 6-1, 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 unit 61 holds the in-band test antenna 5 at the focal position of the reflector 7 and holds the four out-band receiving antennas 6 outside the focal position F of the reflector 7 . Here, the placement of the four receiving antennas 6 is measured by the method described in "Annex D: Quality of the quiet zone validation" in Non-Patent Document 1 for each QoQZ (Quality of quiet zone: QoQZ). It is acceptable if the result of evaluating the receiving antenna 6 satisfies, for example, QoQZ≦1 dB. The size of the reflector 7 and the lower limit of the size of the internal space 51 are determined according to the desired size of the quiet zone QZ. For example, when the diameter Φ of the quiet zone QZ is 33 cm, the centers of the aperture planes 6-1a, 6-2a, 6-3a, and 6-4a of the four receiving antennas 6 are positioned at the focal position F in the plane 61a. is preferably positioned within 60 mm from the

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。 In addition, the inclination angle α described above can be set to, for example, 30 degrees. In this case, the test antenna 5 and the plurality of reception antennas 6 face the reflector 7 at an elevation angle of 30 degrees, so that the aperture planes of the test antenna 5 and the plurality of reception antennas 6 are perpendicular to the beam axis BS1. It is held by the antenna holding portion 61 at an angle. By adopting the offset parabolic reflector 7, the size of the reflector 7 itself can be reduced, and the mirror surface can be arranged in an almost vertical position. .

なお、上記の受信アンテナ６－１，６－２，６－３，６－４は、第１の実施形態のアンテナ２００であってもよい。この場合、開口面６－１ａ，６－２ａ，６－３ａ，６－４ａは、開口面２０１ａに対応する。 Note that the receiving antennas 6-1, 6-2, 6-3, and 6-4 may be the antenna 200 of the first embodiment. In this case, the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, and 6-4a correspond to the opening surface 201a.

ここで図８～図１０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８参照）において、統合制御装置１０は、例えば、図９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１０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. 8 to 10, the functional configuration of the measuring device 1 according to this embodiment will be described in more detail. In the measuring device 1 (see FIG. 8) according to the present embodiment, the integrated control device 10 has, for example, a functional configuration as shown in FIG. It has a functional configuration as shown in . The NR system simulator 20 constitutes a transmission/reception characteristic measuring device in the present invention.

図９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９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. 9 , the integrated control device 10 has a control section 11 , an operation section 12 and a display section 13 . The control unit 11 is configured by, for example, a computer device. For example, as shown in FIG. 9, this computer device is a CPU that performs predetermined information processing for realizing the functions of the measuring device 1 and overall control of the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30. (Central Processing Unit) 11a, ROM (Read Only Memory) 11b for storing an OS (Operating System) for starting up the CPU 11a, other programs and parameters for control, etc., and the OS and applications used for the operation of the CPU 11a. A RAM (random access memory) 11c for storing execution codes, data, etc., an external interface (I/F) section 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 section 11 d is communicably connected to the NR system simulator 20 and the signal analysis device 30 via the network 19 . The external I/F section 11 d is also connected to the attitude varying 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 an input screen for the various information and measurement results.

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９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 the control unit 11 by executing the program stored in the ROM 11b by the CPU 11a using the RAM 11c as a work area. The control unit 11 has a call connection control unit 14, a signal transmission/reception control unit 15, and a DUT attitude control unit 17, as shown in FIG. The call connection control unit 14, the signal transmission/reception control unit 15, and the DUT attitude control unit 17 are also implemented 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 (radio signal) to/from the DUT 100. 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 call connection control, and the NR system simulator 20 to send a signal transmission command. Further, the signal transmission/reception control unit 15 controls transmission of test signals via the test antenna 5 , transmits signal reception commands, and controls reception of spurious signals 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。 In addition, the signal transmission/reception control unit 15 monitors the user's operation in the operation unit 12, and when the user performs a predetermined transmission/reception characteristics measurement start operation related to the measurement of the transmission characteristics and reception characteristics of the DUT 100, call connection is performed. A signal transmission command is transmitted to the NR system simulator 20 through call connection control in the control unit 14 . Further, the signal transmission/reception control unit 15 controls transmission of the test signal via the test antenna 5 , transmits a signal reception command, and controls reception of the signal under measurement 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 attitude control section 17 controls the attitude of the DUT 100 held by the attitude varying mechanism 56 during measurement. To implement this control, for example, the ROM 11b stores in advance a DUT attitude control table 17a. The DUT attitude control table 17a stores, as control data, the number of drive pulses (the number of operation pulses) for determining the rotational drive of the stepping motors when, for example, stepping motors are employed as the drive units 56a and 56b. 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、被試験アンテナ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 develops the DUT attitude control table 17a in the work area of the RAM 11c, and based on the DUT attitude control table 17a, as described above, the antenna under test 110 is directed sequentially in all three-dimensional directions. The attitude variable mechanism 56 is driven and controlled so that the DUT 100 changes its 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１０（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１０（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, a functional configuration as shown in FIG. 10(a), and the signal analysis device 30 has, for example, the It has such a functional configuration.

図１０（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. 10( a ), 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 . The transmission characteristics or reception characteristics of the DUT 100 are measured each time. The signal measurement unit 21 includes a signal generation function unit including a signal generation unit 21a, a digital/analog converter (DAC) 21b, a modulation unit 21c, and a transmission unit 21e of the RF unit 21d, a reception unit 21f of the RF unit 21d, It has a signal analysis function unit composed of an analog/digital converter (ADC) 21g and 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 generates 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 the waveform data (I component baseband signal and Q component baseband signal) having the reference waveform output from the signal generator 21a from a digital signal to an analog signal and outputs the analog signal to the modulator 21c. The modulation unit 21c mixes the I component baseband signal and the Q component baseband signal with a local signal, and further combines the signals to perform a modulation process of outputting a digital modulated signal. The RF section 21d generates a test signal corresponding to the frequency of each communication standard from the digital modulated signal output from the modulation section 21c, and transmits the generated test signal to the DUT 100 via the test antenna 5 by the transmission section 21e. 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、被試験アンテナ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 section of the signal measuring section 21, the RF section 21d receives the signal under test in a prescribed frequency band output from the DUT 100 to which the test signal is input via the antenna under test 110, and converts the signal under test into the antenna under test. 5 and the signal processing unit 40b, the signal under measurement is received by the receiving unit 21f and then mixed with the local signal to convert it into an intermediate frequency band signal (IF signal). The ADC 21g converts the signal under measurement, which has been converted into an IF signal by the receiving section 21f of the RF section 21d, from an analog signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the analysis processing section 21h. The signal processing unit 40b is composed of a down converter, an amplifier, a frequency filter, and the like, and performs frequency conversion (down conversion), amplification, and frequency selection on the signal under measurement 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 digitally processes the signal under measurement, which is a digital signal output from the ADC 21g, to generate waveform data corresponding to the I component baseband signal and the Q component baseband signal, respectively, and converts the waveform data to A process for analyzing the I-component baseband signal and the Q-component baseband signal is performed based on . In measuring the transmission characteristics of the DUT 100, the analysis processing unit 21h, for example, equivalent isotropically radiated power (EIRP), total radiated power (TRP), modulation accuracy (EVM), transmission power, constellation, spectrum etc. can be measured. In addition, the analysis processing unit 21h can measure, for example, reception sensitivity, bit error rate (BER), packet error rate (PER), etc. in measuring the reception characteristics of the DUT 100 . where EIRP is the radio signal strength in the main beam direction of the antenna under test. TRP is the total power radiated into space from the antenna under test.

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。 Like the control unit 11 of the integrated control device 10 described above, the control unit 22 is configured by a computer device including, for example, a CPU, a RAM, a ROM, and various input/output interfaces. The CPU performs predetermined information processing and control for realizing each function of the signal generation function section, the signal analysis function section, the operation section 23 and the display section 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 an input screen for the various information and measurement results.

図１０（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. 10B, 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 changing mechanism 56. A spurious measurement of the DUT 100 is performed every time. The signal analysis unit 31 has an RF unit 31a, an ADC 31b, and an analysis processing unit 31c, and analyzes the spurious signal input from the spurious signal processing unit 41 and performs analysis processing related to spurious measurement and the signal analysis function of the NR system simulator 20. Analytical processing equivalent to the part is applied. The spurious signal processing unit 41 receives radio signals (spurious signals) in a plurality of divided frequency bands and output together with the signal under measurement from the DUT 100 to which the test signal is input, via the receiving antennas 6 corresponding to the respective divided frequency bands. 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 signals received by the respective receiving antennas 6, and then passes the spurious signals to the signal analysis unit 31. It is designed to transmit to the RF section 31a. The RF unit 31a mixes the received spurious signal with a local signal to convert it into an IF signal. The ADC 31b converts the spurious signal converted into the IF signal by the RF unit 31a from an analog signal into a digital signal, and outputs the digital signal to the analysis processing unit 31c. The analysis processing unit 31c analyzes the frequency distribution and power of the received spurious signal in each divided frequency band. The signal analysis device 30 may have a configuration in which the spurious signal processing section 41 is incorporated.

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１６のフローチャートを参照して説明する。図１６においては、スプリアス周波数帯域のうち（図１４参照）、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１６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, spurious measurement processing of the DUT 100 using the measurement apparatus 1 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 16, of the spurious frequency bands (see FIG. 14), four receiving antennas 6 that can use each of the divided frequency bands indicated by numbers 1, 2, 3, and 4 are outside the focal position F. The spurious measurements shall be made with the 16, a case where a spurious measurement start operation for instructing the start of spurious measurement processing for the DUT 100 is performed by the operation unit 12 of the integrated control device 10 will be described. Note that 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 measurements on the DUT 100 in the measurement apparatus 1 , first, the DUT 100 must be set inside the internal space 51 of the OTA chamber 50 . As a result, in the measurement apparatus 1, as the first process of spurious measurement, the user performs the work of holding the DUT 100 to be tested on the DUT mounting portion 56e of the attitude varying 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 DUT 100 has been set, the integrated control device 10, for example, monitors whether or not the control unit 11 has operated the operation unit 12 to start spurious measurement (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, if it is determined that the spurious measurement start operation has not been performed (NO in step S2), the control unit 11 continues monitoring in step S2. On the other hand, if it is determined that the spurious measurement start operation has been performed (YES in step S2), the control unit 11 replaces n, which indicates the order of the segmented frequency bands for spurious measurement, with the first segmented frequency band. is set to n=1 (step S3). Note that the maximum value of n is 4 in this example.

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 uses the test antenna 5 placed at the focal position F to perform call connection control by transmitting/receiving a control signal (radio signal) to/from the DUT 100. (step S4). Here, the NR system simulator 20 causes the DUT 100 to wirelessly transmit a control signal (call connection request signal) via the test antenna 5, while the DUT 100 receiving the call connection request signal transmits the connection-requested frequency. It performs call connection control to receive a control signal (call connection response signal) sent after setting. This call connection control establishes a state in which wireless signals can be transmitted and received between the NR system simulator 20 and the DUT 100 via the reflector 7 and the test antenna 5 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。 Note that processing for the DUT 100 to receive a radio signal sent from the NR system simulator 20 via the test antenna 5 and the reflector 7 is defined as downlink (DL) processing. Conversely, processing in which the DUT 100 transmits radio signals to the NR system simulator 20 via the reflector 7 and the test antenna 5 is defined as uplink (UL) processing. The test antenna 5 is used to perform link (call) establishment processing and downlink (DL) and uplink (UL) processing after link establishment, and also functions as 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 the call connection is established in step S4, the DUT attitude control unit 17 of the integrated control device 10 controls the attitude of the DUT 100 placed in the quiet zone QZ to a predetermined attitude by the attitude varying mechanism 56 (attitude varying 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 varying mechanism 56 controls the DUT 100 to a predetermined attitude in step S<b>5 , 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 the 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１０（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。 Test signal transmission control by the NR system simulator 20 is performed as follows. In the NR system simulator 20 (see FIG. 10(a)), the control section 22 that has received the signal transmission command controls the signal generation function section and causes the signal generation section 21a to generate a signal for generating the test signal. . Thereafter, this signal is subjected to digital/analog conversion processing by the DAC 21b, and further subjected to modulation processing by the modulation section 21c. A signal (DL data) is output toward the DUT 100 via the test antenna 5 by the transmitter 21e.

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 section 40a is provided between the transmitting section 21e and the test antenna 5, and the signal processing section 40a is composed of an upconverter, an amplifier, a frequency filter, and the like. The signal processing unit 40 a performs frequency conversion (up-conversion), amplification, and frequency selection on the test signal to be output to the test antenna 5 . Note that the signal transmission/reception control unit 15 controls the transmission of the test signal 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 with 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被試験アンテナ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 transmits the test signal (DL data) sent via the test antenna 5 and the reflector 7 to the antenna under test 110 in different attitude states that are sequentially changed based on the attitude control in step S5. and transmits a signal under test 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 analysis device 30 continuously performs reception processing of the spurious signal received by the n-th reception 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 frequency conversion (down-conversion), amplification, and frequency selection processing. After being processed, 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 (spurious signal received by the receiving antenna 6-n) received and processed in step S7, and performs control 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, takes in the spurious signal input from the spurious signal processing unit 41 via the RF unit 31a and the ADC 31b, and For spurious signals, for example, control is performed to analyze frequency distribution and power. Further, the control unit 32 performs control 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 section 17 determines whether or not spurious measurement of the DUT 100 has been completed for all desired attitudes for the n-th divided frequency band (step S9). Here, if it is determined that the spurious measurement for the n-th divided frequency band has not ended (NO in step S9), the processing from step S5 onwards 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, if it is determined that the spurious measurement for the n-th segmented frequency band has been completed (YES in step S9), the control unit 11 determines that n is the last segmented frequency band. 4 is determined (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１６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, if it is determined that n=4 has been reached (YES in step S10), the integrated control device 10 terminates 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が被試験アンテナ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１６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 apparatus 1 according to the present embodiment, after the test signal is transmitted from the NR system simulator 20 in step S6, the control unit 22 in the NR system simulator 20 subsequently causes the DUT 100 that has received the test signal to Control may be performed to measure the signal under test transmitted from the antenna under test 110 . Alternatively, the measurement processing of the test signal by the NR system simulator 20 may be performed at arbitrary timing independently of the spurious measurement processing 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１４参照）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 the four receiving antennas 6 cover the spurious frequency band of 6 GHz to 87 GHz (see FIG. 14) is given, but the present invention is not limited to this, and any spurious frequency The configuration may be such that the band is covered by any number of receiving antennas 6 . The present invention can be applied not only to an anechoic chamber 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 this embodiment, the plurality of receiving antennas 6 for spurious measurement are arranged outside the focal position F determined from the paraboloid of revolution 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, thereby increasing the durability of the measuring apparatus 1. FIG. Furthermore, the measuring apparatus 1 according to the present embodiment can continuously measure spurious emissions in each divided frequency band for the DUT 100 that transmits and receives wireless signals in the millimeter wave band. measurements can be made.

また、本実施形態に係る測定装置１は、試験用アンテナ５あるいは受信アンテナ６－１，６－２，６－３，６－４として、第１の実施形態のアンテナ２００を用いることにより、放射パターンの対称な無線信号を送受信して高品質な測定を行うことができる。 In addition, the measuring apparatus 1 according to the present embodiment uses the antenna 200 according to the first embodiment as the test antenna 5 or the receiving antennas 6-1, 6-2, 6-3, and 6-4, so that the radiation High-quality measurements can be made by transmitting and receiving radio signals with symmetrical patterns.

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被試験アンテナ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 measurement apparatus 1 according to the present embodiment includes the signal analysis apparatus 30, so that the DUT 100 having the antenna under test 110 that transmits or receives a radio signal in a specified frequency band is different from the specified frequency band. Spurious signals in multiple discrete frequency bands 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。 In addition, in the measuring device 1 according to the present embodiment, the centers of the aperture planes 6-1a, 6-2a, 6-3a, and 6-4a of the plurality of receiving antennas 6 are aligned 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 radio waves of radio signals are radiated from each receiving antenna 6 is less than 0.6 dB. It is desirable that the centers of the opening surfaces 6-1a, 6-2a, 6-3a, and 6-4a are arranged within (for example, within 60 mm). As a result, the measuring apparatus 1 according to the present embodiment can obtain spurious measurement results with substantially the same quality as when the plurality of receiving antennas 6 are arranged at the focal position F. FIG.

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、被試験アンテナ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。 In addition, 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, and 6-4a of the plurality of receiving antennas 6 are The radio signals transmitted from the test antenna 110 and reflected by the reflector 7 are arranged on the same plane 61a perpendicular to the traveling direction of radio waves. Thereby, the measuring apparatus 1 according to the present embodiment can easily arrange the plurality of receiving antennas 6 at positions outside the focal position F where good-quality spurious measurement results can be obtained.

以上、本発明の実施の形態について開示したが、本発明の範囲を逸脱することなく本実施の形態に変更を加えられ得ることは容易である。例えば、通信規格の更新に伴う周波数帯域の上限値と下限値の変更に対しても、本発明の実施の形態は、このような変更が加えられた等価物が特許請求の範囲に記載された発明に含まれることを前提として開示されている。 While embodiments of the present invention have been disclosed above, it will be appreciated that changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. For example, even when the upper and lower limits of the frequency band are changed due to the update of the communication standard, the embodiment of the present invention provides equivalents to which such changes are added. It is disclosed on the premise that it is included in the invention.

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
２０ ＮＲシステムシミュレータ
３０ 信号解析装置
５０ ＯＴＡチャンバ
５１ 内部空間
６１ アンテナ保持部
６１ａ 平面
１００ ＤＵＴ
１１０ 被試験アンテナ
２００ アンテナ
２０１ ホーン
２０１ａ 開口面
２０２ 空洞部
２０２ａ 後壁
２０３ 第１入力端子
２０４ 第２入力端子
２０５，２０６，２０７，２０８ リッジ
２０９ 金属部材
２１０ 第１中心導体
２１５ 第１給電領域
２２０ 第２中心導体
２３０ 中心軸
Ｆ 焦点位置
ＱＺ クワイエットゾーン 1 Measuring device 5 Test antenna 5a Aperture 6, 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 Receiving antenna 6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a Aperture 7 Reflector 20 NR SYSTEM SIMULATOR 30 SIGNAL ANALYSIS DEVICE 50 OTA CHAMBER 51 INTERNAL SPACE 61 ANTENNA HOLDING PORTION 61a PLANE 100 DUT
Reference Signs List 110 Antenna under test 200 Antenna 201 Horn 201a Opening surface 202 Cavity 202a Rear wall 203 First input terminal 204 Second input terminal 205, 206, 207, 208 Ridge 209 Metal member 210 First central conductor 215 First feeding region 220 Second 2 central conductor 230 central axis F focus position QZ quiet zone

Claims (6)

中心軸（２３０）に対してテーパ形状を成すホーン（２０１）と、
前記中心軸を挟んで互いに対向するように前記ホーンの内壁面に配置され、前記中心軸に対してテーパ形状を成す一対のリッジ（２０５，２０６）からなる第１リッジ対と、
第１中心導体（２１０）を有し、前記ホーンの外側から前記第１リッジ対に電力を供給するための第１入力端子（２０３）と、
前記ホーンの開口面（２０１ａ）と反対側の端部に連続し、前記第１中心導体よりも前記開口面から遠い側に位置する空洞部（２０２）と、を備え、
前記第１中心導体は、前記第１リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの一方のリッジ（２０５）を通って、前記第１リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの他方のリッジ（２０６）の内部に先端が突出するように配置され、
前記空洞部は、前記第１中心導体の先端から遠い側から前記第１中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなっていることを特徴とするアンテナ。 a horn (201) tapered with respect to a central axis (230);
a first ridge pair consisting of a pair of ridges (205, 206) arranged on the inner wall surface of the horn so as to face each other across the central axis and forming a tapered shape with respect to the central axis;
a first input terminal (203) having a first center conductor (210) for powering said first pair of ridges from outside said horn;
a hollow portion (202) that is continuous with the end of the horn opposite to the opening surface (201a) and that is located farther from the opening surface than the first central conductor;
The first center conductor passes through one ridge (205) of the pair of ridges forming the first ridge pair, and the other ridge of the pair of ridges forming the first ridge pair. (206) is arranged so that the tip protrudes inside,
The antenna according to claim 1, wherein the hollow portion narrows along a direction from a side far from the tip of the first central conductor toward the tip of the first central conductor. 前記空洞部は、前記中心軸に対して傾斜した面を含む後壁（２０２ａ）を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。 2. Antenna according to claim 1, characterized in that the cavity has a rear wall (202a) comprising an inclined surface with respect to the central axis. 前記中心軸を挟んで互いに対向するように前記ホーンの内壁面に配置され、前記中心軸に対してテーパ形状を成す一対のリッジ（２０７，２０８）からなる第２リッジ対と、
第２中心導体（２２０）を有し、前記ホーンの外側から前記第２リッジ対に電力を供給するための第２入力端子（２０４）と、を更に備え、
前記第２リッジ対は前記第１リッジ対と直交し、
前記第２中心導体は、前記第２リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの一方のリッジ（２０７）を通って、前記第２リッジ対を構成する前記一対のリッジのうちの他方のリッジ（２０８）の内部に先端が突出するように配置され、
前記空洞部は、前記第２中心導体よりも前記開口面から遠い側に位置し、前記第２中心導体の先端から遠い側から前記第２中心導体の先端に向かう方向に沿って狭くなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ。 a second ridge pair consisting of a pair of ridges (207, 208) arranged on the inner wall surface of the horn so as to face each other across the central axis and forming a tapered shape with respect to the central axis;
a second input terminal (204) having a second center conductor (220) for powering the second pair of ridges from outside the horn;
the second ridge pair is orthogonal to the first ridge pair;
The second central conductor passes through one ridge (207) of the pair of ridges forming the second ridge pair, and the other ridge of the pair of ridges forming the second ridge pair. (208) is arranged so that the tip protrudes inside,
The hollow portion is located farther from the opening surface than the second center conductor, and narrows along the direction from the side far from the tip of the second center conductor toward the tip of the second center conductor. 3. An antenna according to claim 1 or 2, characterized in that: 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、
前記内部空間において前記回転放物面から定まる焦点位置（Ｆ）に配置され、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被試験対象（１００）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）内に配置された前記被試験対象が有する被試験アンテナ（１１０）により送信又は受信される前記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、前記焦点位置外に配置され、
前記試験用アンテナあるいは前記複数の受信アンテナのいずれかが前記請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナであることを特徴とするアンテナ装置。 an anechoic box (50) having an internal space (51) unaffected by the surrounding radio wave environment;
a plurality of receiving antennas (6) accommodated in the internal space and each receiving a radio signal of a plurality of preset divided frequency bands;
a reflector (7) housed in the internal space and having a predetermined paraboloid of revolution;
A test antenna (5) arranged in the internal space at a focal position (F) determined from the paraboloid of revolution and transmitting or receiving a radio signal in a prescribed frequency band;
A test signal is output to a device under test (100) via the test antenna, and a signal under test output from the device under test to which the test signal is input is received by the test antenna and received. a transmitting/receiving characteristic measuring device (20) for measuring a radio signal in the prescribed frequency band based on the signal under measurement;
receiving the radio signals of the plurality of divided frequency bands output together with the signal under test from the device under test to which the test signal is input, via the respective receiving antennas corresponding to the respective divided frequency bands; An antenna device (1) 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,
The reflector transmits or receives the specified frequency band through the paraboloid of revolution by an antenna under test (110) of the test object arranged within a quiet zone (QZ) in the internal space. reflects the radio wave of the radio signal of
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,
wherein the plurality of receiving antennas are positioned outside the focal position;
4. An antenna apparatus, wherein either the test antenna or the plurality of receiving antennas is the antenna according to any one of claims 1 to 3. 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４に記載のアンテナ装置。 so that the centers of the aperture planes (6-1a, 6-2a, 6-3a, 6-4a) of the plurality of receiving antennas are arranged within a distance from the focal position according to the size of the quiet zone, 5. The antenna device according to claim 4, further comprising an antenna holder (61) that holds the plurality of receiving antennas. 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５に記載のアンテナ装置。 In the antenna holding part, the aperture plane (5a) of the test antenna and the aperture planes of the plurality of receiving antennas are aligned in the traveling direction of radio waves of radio signals transmitted from the antenna under test and reflected by the reflector. 6. Antenna arrangement according to claim 5, characterized in that it holds the test antenna and the plurality of receiving antennas so that they are arranged in the same plane (61a) perpendicular to the.
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