JP7320627B2 - アレイアンテナ総放射電力の測定方法、装置、システム、端末及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents
アレイアンテナ総放射電力の測定方法、装置、システム、端末及びコンピュータ記憶媒体 Download PDFInfo
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Description
本願は、2019年06月14日に中国特許庁に提出された出願番号201910517592.7の中国特許出願の優先権を主張しており、該出願の全内容は引用によって本願に組み込まれている。
[技術分野]
本発明の実施例は、無線通信の技術分野に関するが、それに限定されない。具体的に、アレイアンテナ総放射電力の測定方法、装置、システム、端末及びコンピュータ記憶媒体に関するが、それらに限定されない。
5Gアクティブアンテナシステムのアレイアンテナ総放射電力(Total Radiated Power,TPR)の試験効率を向上させるように、本発明の実施例は、アレイアンテナ総放射電力の測定方法を提供する。
本実施例では、サンプリング間隔を特定した後、サンプリングポイントを特定することができる。具体的なサンプリングポイントの特定方式は、前記図4(a)、図4(b)及び図4(c)を参照し、ここで説明を省略する。
前記実施例を基礎にして、本発明の実施例は、独立パーティション方式を例に挙げてアレイアンテナ総放射電力の試験方法をさらに詳しく説明する。
角度空間でサンプリングを行う方案について、試験システムによって角度空間(θ,φ)において(Δθ,Δφ)をサンプリング間隔とし均等サンプリングを行ってMs個のサンプリングポイント(θi,φi)を特定する必要があるが、但し、i=1,2…Ms。
この例では、サイズが8λ×8λであるアレイアンテナを用い、但し、λが波長を示す。測定すべきアレイアンテナを2個のアンテナサブアレイに区分し、具体的に左右2個の同様なアンテナサブアレイによって構成され、角度空間においてTRPサンプリングを行う。
本例は、角度空間において均等にポイントをサンプリングし、ポイントの間隔はθとφ方向にそれぞれ14.4°及び7.1°になる。サンプリングの開始位置は、アレイアンテナの法線方向でもよく、法線方向から外れてもよい。このような高利得なアレイアンテナにとっては、後方向への放射を無視し、アレイアンテナの前半球面だけでスキャンをしてもよいので、この方式で特定されたサンプリングポイントの数Msは、約300個のポイントになる。
例2:
この例では、サイズが8λ×8λであるアレイアンテナを用い、但し、λが波長を示す。測定すべきアレイアンテナを2個のアンテナサブアレイに区分し、具体的に左右2個の同様なアンテナサブアレイによって構成され、正規化波数ベクトル空間においてTRPサンプリングを行う。
本例は、波数ベクトル空間において均等にポイントをサンプリングし、ポイントの間隔はuとv方向にそれぞれ0.25及び0.125になる。サンプリングの開始位置は、アレイアンテナの法線方向でもよく、法線方向から外れてもよい。これらの波数ベクトル空間で均等に分布するサンプリングポイントの中心点から離れる位置が、必ず単位円の内にあることは、伝送モデルの特性により決定される。このような高利得なアレイアンテナにとっては、後方向への放射を無視し、アレイアンテナの前半球面だけでスキャンをしてもよいので、この方式で特定されたサンプリングポイントの数Mwは、約100個のポイントになる。変換関係式(1)によって波数ベクトル空間におけるポイントの角度空間における対応値を取得する。
本発明の実施例に提供されたアレイアンテナ総放射電力の測定方法は、測定すべきアレイアンテナを独立パーティションの方式でパーティションを行い、このようなサンプリング方式は、アンテナサブアレイに重ね合わせが生じないように確保し、さらにアンテナサブアレイのTRP結果の正確性を確保する。サブアレイの切替時間は、回転台停止などの時間と比べて、2つのレベルと小さくなるので無視されてもよい。サンプリングポイントの数が減少することは、アレイアンテナ総放射電力の試験効率を大幅に向上させる。波数ベクトル空間フィールド分布とアンテナ面電流分布とは、フーリエ変換の関係にあるので、波数ベクトル空間でのサンプリングは、ポイントの数が最も少ない方式である。サンプリングポイントの数が少ないほど、TRP試験の効率が向上する。
本発明の実施例は、反転パーティション方式を例に挙げてアレイアンテナ総放射電力の試験方法についてより詳細に説明する。
式(11)のような方式によって、アンテナサブアレイのサイズでレイリー分解能に対応してサンプリングを行うことで、半分のサンプリングポイントを減少することができる。かつ、試験点停止などと比べて、位相遷移に係わる時間を無視してもよい。一般的に、このようなダブルパーティション反転でTRPを計算する方式によると、試験効率を1倍向上させることができる。
式(12)のような方式によって、アンテナサブアレイのサイズでレイリー分解能に対応してサンプリングを行うことで、サンプリングポイントを元の1/4まで減少することができる。位相遷移は、試験点停止などと比べて時間的に無視してもよい。一般的に、このような4つのパーティションで反転してTRPを計算する方式は、試験効率を3倍向上させることができる。
図8(a)及び(b)に示すように、アンテナサブアレイは二分法の方式で区分することになる。4つのパーティションの場合、0000、0101、0011及び0110という場合として示してもよいが、1は、反転操作を指す。より多いパーティションの場合では、上記を基礎にして継続して拡大することができる。アレイアンテナをN=2N個の同様のアンテナサブアレイに分け、アンテナサブアレイのサイズに対応するサンプリング間隔でサンプリングを行い、毎回の反転に対応するTRP値、即ちTRPjを取得し、ただしj=1,2…N値。フルアレイアンテナのTRP値は下記の通りになることを証明することができる。
角度空間でサンプリングする方案について、試験システムは、角度空間(θ,φ)で(Δθ,Δφ)をサンプリング間隔とし均等サンプリングを行ってMs個のサンプリングポイント(θi,φi)を特定する必要がある。但し、i=1,2…Ms。
サンプリングポイントは、正規化波数ベクトル空間で均等サンプリングを行うことで得た場合、個々のサンプリングポイントにおいて記録された反転配列ごとのEIRP値は、EIRPijであり、但しi=1,2…Mw、j=1,2…N、サブアレイごとのTRP値は、式(9)によって取得することができる。この時の式(9)におけるTRPjとは、j番目の反転配列のTRP値を指す。
この例では、サイズが8λ×8λであるアレイアンテナを用いる。但し、λは波長を示す。測定すべきアレイアンテナを2個のアンテナサブアレイに区分し、具体的に左右2個の同様なアンテナサブアレイによって構成され、角度空間でTRPサンプリングを行う。
本例では、角度空間において均等にポイントをサンプリングし、ポイントの間隔は、θ及びφ方向にそれぞれ14.4°と7.1°になる。サンプリングの開始位置は、アレイアンテナの法線方向でもよく、法線方向から外れてもよい。このような高利得なアレイアンテナにとって、後方向への放射を無視してもよく、アレイアンテナの前半球面だけでスキャンをしてもよいので、このような方式で特定されたサンプリングポイントの数Msは、約300個のポイントになる。
本例では、サイズが8λ×8λであるアレイアンテナを用いる。但し、λは波長を示す。測定すべきアレイアンテナを二つのアンテナサブアレイに区分し、具体的に左右2個の同様なアンテナサブアレイによって構成され、正規化波数ベクトル空間でTRPサンプリングを行う。
本例では、波数ベクトル空間において均等にポイントをサンプリングし、ポイントの間隔は、u及びv方向にそれぞれ0.25と0.125になる。サンプリングの開始位置は、アレイアンテナの法線方向でもよく、法線方向から外れてもよい。これらの波数ベクトル空間で均等に分布するサンプリングポイントの中心点から離れる位置が、必ず単位円の内にあることは、伝送モデルの特性により決定される。このような高利得なアレイアンテナにとっては、後方向への放射を無視し、アレイアンテナの前半球面だけでスキャンをしてもよいので、この方式で特定されたサンプリングポイントの数Mwは、約100個のポイントになる。変換関係式(1)によって波数ベクトル空間におけるポイントの角度空間における対応値を取得する。
本実施例は、上記した実施例の試験方法を実現するためのアレイアンテナ総放射電力の測定装置であって、パーティション特定モジュール、サンプリング間隔特定モジュール、サンプリングポイント特定モジュール、総放射電力確認モジュール、を含むアレイアンテナ総放射電力の測定装置をさらに提供する。
測定すべきアレイアンテナ全体をN個の領域に区分し、N個(Nは2以上である)のアンテナサブアレイを形成するためのパーティション特定モジュール1001と、
サンプリング間隔をアンテナサブアレイごとの最大サイズに対応するレイリー分解能を超えないように特定するためのサンプリング間隔特定モジュール1002と、
サンプリング間隔によってサンプリングポイントの位置を特定するためのサンプリングポイント特定モジュール1003と、
サンプリングポイントによってアンテナサブアレイごとのTRP値を特定するためのアンテナサブアレイTRP特定モジュール1004と、アンテナサブアレイのTRPによってフルアレイアンテナTRP値を特定するためのフルアレイアンテナTRP特定モジュール1005とを含む総放射電力確認モジュールと、を含む。
測定すべきアレイアンテナ全体を二分法でN=2N個の領域に区分し、N個のアンテナサブアレイを形成するためのパーティション特定モジュール1101と、
サンプリング間隔をアンテナサブアレイごとの最大サイズに対応するレイリー分解能を超えないように特定するためのサンプリング間隔特定モジュール1102と、
サンプリング間隔によってサンプリングポイントの位置を特定するためのサンプリングポイント特定モジュール1103と、
サンプリングポイントによって反転配列ごとのTRP値を特定するための反転配列TRP特定モジュール1104と、反転配列のTRPによってフルアレイアンテナTRP値を特定するためのフルアレイアンテナTRP特定モジュール1105とを含む総放射電力確認モジュールと、を含む。
本実施例は、少なくとも前記実施例のアレイアンテナ総放射電力の測定方法の一つのステップを実現するためのアレイアンテナ総放射電力の測定システムをさらに提供する。詳細は図2を参照する。このシステムは、回転台に固定された被試験設備210(Equipment Under Test,EUT)、試験アンテナシステム230、電力検出器240及び試験機250を含む。その内、被試験設備210は、集積されたアレイアンテナ212とリモート無線ユニット211とを含み、電力検出器240と試験アンテナシステム230とは接続され、試験機250は、それぞれ被試験設備210、回転台220、試験アンテナシステム230及び電力検出器240に接続されている。
図13に示されるように、本実施例は、プロセッサ1301と、メモリー1302と、通信バス1303とを含むアレイアンテナ総放射電力の測定端末をさらに提供する。その中には、
通信バス1303は、プロセッサ1301とメモリー1302との間の接続、通信を実現するためのものであり、メモリー1302には、コンピュータプログラムが記憶されている。プロセッサ1301は、上述した実施例1乃至3におけるアレイアンテナ総放射電力の測定方法の少なくとも1つのステップを実現するように、メモリー1302に記憶された一つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する。
本実施例は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体をさらに提供する。このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、情報(例えばコンピュータ読み取り可能な指令、データ構造、コンピュータプログラムモジュール又はその他のデータ)を記録するためのいずれの方法又は技術に実施される一時又は非一時的、取り外し可能又は取り外し不可の媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、RAM(Random Access Memory,ランダム・アクセス・メモリー)、 ROM(Read-Only Memory,読み取り専用メモリー)、 EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory,電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリー)、フラッシュメモリー又はその他のメモリー技術、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory,コンパクトディスク読み取り専用メモリー)、デジタル多機能ディスク(DVD)又はその他のCDストレージ、磁気ディスク、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージ装置、或いは希望する情報を記録したりコンピュータにアクセスされるいずれのその他の媒体を含むが、これらに限定されない。
Claims (13)
- 測定すべきアレイアンテナをN個のアンテナサブアレイに区分し、前記Nが2以上であるステップと、
前記N個のアンテナサブアレイのサイズによって、サンプリング間隔を特定するステップと、
前記サンプリング間隔によって、サンプリングポイントを特定するステップと、
前記サンプリングポイントの等価等方放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定するステップと、を含むアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 前記N個のアンテナサブアレイのサイズによって、サンプリング間隔を特定するステップは、
前記N個のアンテナサブアレイの最大サイズによってレイリー分解能を特定することと、
前記レイリー分解能によってサンプリング間隔を特定することと、を含む請求項1に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 前記サンプリング間隔は、レイリー分解能に等しい請求項2に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。
- 前記サンプリング間隔によって、サンプリングポイントを特定するステップは、
角度空間において前記サンプリング間隔で均等にサンプリングを行い、サンプリングポイントを特定する請求項2に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 前記サンプリング間隔によって、サンプリングポイントを特定するステップは、
正規化波数ベクトル空間において前記サンプリング間隔で均等にサンプリングを行い、サンプリングポイントを特定する請求項2に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 前記サンプリングポイントの放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定するステップは、
区分されたN個のアンテナサブアレイによって、個々のアンテナサブアレイに単独で電力を放射させることと、
個々のアンテナサブアレイにおける前記サンプリングポイントの等価等方放射電力を測定することと、
前記等価等方放射電力によって個々のアンテナサブアレイの総放射電力を特定することと、
前記個々のアンテナサブアレイの総放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定することと、を含む請求項1に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 前記サンプリングポイントの放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定するステップは、
測定すべきアレイアンテナを二分法でN=2n個のアンテナサブアレイに区分することと、
二分法で区分されたN=2n個のアンテナサブアレイを、N=2n回反転させるように設置することと、
毎回の反転設置後、前記サンプリングポイントによって、反転配列の総放射電力を測定することと、
前記反転配列ごとに対応する総放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定することと、を含む請求項1に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法。 - 測定すべきアレイアンテナのアンテナサブアレイを特定し、アンテナサブアレイのサイズを特定するためのパーティション特定モジュールと、
前記アンテナサブアレイのサイズによって、サンプリング間隔を特定するためのサンプリング間隔特定モジュールと、
前記サンプリング間隔によって、角度空間又は波数ベクトル空間において均等にサンプリングすることでサンプリングポイントを特定するためのサンプリングポイント特定モジュールと、
前記サンプリングポイントの放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定するための総放射電力確認モジュールと、を含むアレイアンテナ総放射電力の測定装置。 - 前記総放射電力確認モジュールは、それぞれのアンテナサブアレイのサンプリングポイントにおける等価等方放射電力によって、アンテナサブアレイごとの総放射電力を特定し、前記アンテナサブアレイごとの総放射電力によって、アレイアンテナ全体の総放射電力を特定する請求項8に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定装置。
- 二分法で区分されたN=2n個のアンテナサブアレイを、N=2n回反転させるように設置するためのパーティション反転特定モジュールをさらに含み、
前記総放射電力確認モジュールは、毎回の反転設置後、前記サンプリングポイントによって反転配列の総放射電力を測定し、前記反転配列ごとに対応する総放射電力によってアレイアンテナ全体の総放射電力を特定する請求項8に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定装置。 - 回転台に固定された被試験設備と、試験アンテナシステムと、電力検出器と、試験機とを含むアレイアンテナ総放射電力の測定システムであって、
前記被試験設備は、集積されたアレイアンテナとリモート無線ユニットを含んでおり、前記電力検出器と前記試験アンテナシステムとは繋がっており、前記試験機は、それぞれ前記被試験設備、回転台、試験アンテナシステム及び電力検出器に接続されており、それにより請求項1乃至7の何れか1項に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法のステップを実現するアレイアンテナ総放射電力の測定システム。 - プロセッサと、メモリーと、通信バスと、を含むアレイアンテナ総放射電力の測定端末であって、
前記通信バスは、プロセッサとメモリーとの間の接続、通信を実現するためのものであり、
前記メモリーには、コンピュータプログラムが記憶されており、
前記プロセッサは、請求項1乃至7の何れか1項に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法のステップを実現するように、メモリーに記憶された一つ又は複数のコンピュータプログラムを実行するアレイアンテナ総放射電力の測定端末。 - 一つ又は複数のコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
請求項1乃至7の何れか1項に記載のアレイアンテナ総放射電力の測定方法のステップを実現するように、前記一つ又は複数のコンピュータプログラムは、一つ又は複数のプロセッサによって実行されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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