電波測定装置および電波測定方法
【課題】送信アンテナが持つ指向性の影響を回避し、測定精度を高める。
【解決手段】受信アンテナ（１４）に対して送信アンテナ（１６）の対向面（５６）を同一にして受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部（４）を用いる。この電波送受信部を特定球面上で移動し、送信アンテナが放射する電波（２０）を受信アンテナで受信する。演算手段（演算部１０）では、受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差が求められる。
【解決手段】受信アンテナ（１４）に対して送信アンテナ（１６）の対向面（５６）を同一にして受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部（４）を用いる。この電波送受信部を特定球面上で移動し、送信アンテナが放射する電波（２０）を受信アンテナで受信する。演算手段（演算部１０）では、受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差が求められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機器などの電波測定、該電波測定に用いる測定システムや測定環境の評価などに用いる電波測定装置および電波測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信媒体に電波を用いる携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの無線通信機器では、測定環境に電波暗室を用いる球面電波測定システムを利用し、送信電力や受信感度の特性を球面で評価する。この評価精度は球面電波測定システムや測定環境である電波暗室に依存する。このため、球面電波測定システムや電波暗室が電波反射や設備による反射などの影響があるか否かを評価するための評価試験（リプル試験）を実施している。
【０００３】
この球面電波測定に関し、特許文献１には、電波暗室内に電波吸収体を備えることにより不要反射波の影響を抑制することが記載されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、球面電波測定システムや電波暗室の評価には球面電波測定と同様の送信アンテナおよび受信アンテナを使用する。送信アンテナには磁界面（Ｈ面）が均一指向性となるダイポールアンテナが用いられ、受信アンテナには対数周期アンテナ（ログペリアンテナ）またはホーンアンテナが用いられる。ダイポールアンテナでは球面移動台の中心位置で床面と平行にアンテナエレメントを設定する。受信アンテナは球面移動台に設置して垂直面で回転可能に設定する。受信アンテナを回転させ、その回転で設定される受信アンテナ位置（角度位置）で、送信アンテナが放射する電波の周波数毎に受信レベルを測定する。
【０００６】
そして、各受信アンテナの角度位置において、受信レベルに差がない（つまり、定在波がない）ことを確認する。または最大受信レベル差を測定する。この測定を送信アンテナの位置を変更し、たとえば、前後左右などで行ない、その測定結果を評価する。
【０００７】
この評価において、送信アンテナに用いられているダイポールアンテナのＨ面指向性は一定値（理論値）であると仮定している。しかし、実際のダイポールアンテナの指向性は図１７に示すように、完全な円ではなく角度によって指向性に偏り（偏差）がある。この偏差は３〔ｄＢ〕程度またはそれ以上である。このような指向性は周波数毎に現れる。この指向性は垂直面の受信アンテナ角度により受信出力に影響し、測定結果の誤差となる。つまり、送信アンテナの特性が測定値を変動させ、測定結果に偏差（測定誤差）が生じるという課題がある。
【０００８】
そこで、本開示の電波測定装置および電波測定方法の目的は、送信アンテナが持つ指向性の影響を回避し、測定精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の構成は、受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部を用いる。この電波送受信部を特定球面上で移動し、送信アンテナが放射する電波を受信アンテナで受信する。演算手段では、受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差が求められる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の電波測定装置または電波測定方法によれば、次の何れかの効果が得られる。
【００１１】
(1) 受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にしたので、受信アンテナの受信レベルから送信アンテナの指向性の影響が除かれ、測定環境や装備などの環境に依存した受信レベルが得られる。
【００１２】
(2) このような受信レベルと理論値である受信レベルとを比較しており、これにより、測定環境や装備などの環境に依存した偏差が求められ、測定環境や装備などの評価精度が高められる。
【００１３】
(3) このような偏差を用いれば、被測定装置の評価精度が高められ、信頼性の高い評価結果が得られる。
【００１４】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図２】球面電波測定の測定手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図４】アンテナ移動装置および電波送受信部を正面から示した図である。
【図５】受信アンテナと送信アンテナの対向関係を示す図である。
【図６】ネットワークアナライザの構成例を示す図である。
【図７】パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の構成例を示す図である。
【図８】球面電波測定の偏差の測定手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】電波送受信部の等価回路を示すフローチャートである。
【図１０】被測定装置の放射電力測定の一例を示す図である。
【図１１】放射電力の測定手順を示すフローチャートである。
【図１２】被測定装置の受信感度測定の一例を示す図である。
【図１３】受信感度の測定手順を示すフローチャートである。
【図１４】第３の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図１５】送信アンテナ指向性の影響がある評価データ例を示す図である。
【図１６】送信アンテナ指向性の影響がない評価データ例を示す図である。
【図１７】ダイポールアンテナの指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
【００１７】
図１は第１の実施の形態に係る球面電波測定評価システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示の電波測定装置および電波測定方法が限定されるものではない。
【００１８】
この球面電波測定評価システム２は本開示の電波測定装置および電波測定方法の一例である。この球面電波測定評価システム２は、電波送受信部４、アンテナ移動装置６、測定部８および演算部１０を備え、球面電波測定の測定場所１２に設置されている。演算部１０は測定場所１２の内部にあってもよいし、その外部でもよい。
【００１９】
電波送受信部４は、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面を同一にして受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性を一定に設定している。つまり、送信アンテナ１６にたとえば、ダイポールアンテナを使用しても、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性は一定である。
【００２０】
この電波送受信部４はアンテナ移動装置６に取り付けられ、回転中心Ｏにより特定球面上を移動可能である。この実施例では受信アンテナ１４の軌道１８−１、送信アンテナ１６の軌道１８−２が既述の特定球面を構成する。電波送受信部４の移動角度θの範囲はたとえば、垂直平面の０〔度〕ないし１６５〔度〕の範囲であり、この角度範囲内の所定角度としてたとえば、１５〔度〕を単位に電波送受信部４が移動する。この移動角度θが何れであっても、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面は同一であり、移動に関係なく、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。
【００２１】
測定部８は電波を発生する信号源を備えており、この信号源から発せられる出力により送信アンテナ１６から電波２０が放射される。この電波２０が受信アンテナ１４に受信され、その受信レベルを測定部８で測定する。電波２０の周波数範囲はたとえば、８００〔ＭＨｚ〕ないし３〔ＧＨｚ〕であり、測定周波数はたとえば、１〔ＭＨｚ〕単位で可変する。この周波数について、測定部８が水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖの双方を測定する。
【００２２】
演算部１０は、測定部８から取り込まれた受信レベルＬｈ、Ｌｖと、これら受信レベルの理論式のレベル値とを比較し、両者の偏差を演算し、各偏差を補正値Ｋｈ、Ｋｖとして出力する。また、この演算部１０はアンテナ移動装置６の移動角度の制御、測定部８の周波数制御を行う。
【００２３】
測定場所１２はたとえば、電波暗室であり、その内壁面には電波吸収体２２が設置されている。電波吸収体２２は送信アンテナ１６から放射される電波を吸収するために設置されている。
【００２４】
この球面電波測定評価システム２の球面電波測定の測定手順について、図２を参照する。この測定手順は本開示の電波測定方法の一例である。
【００２５】
この測定手順では、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の垂直平面を既述の０〔度〕から１６５〔度〕の範囲とし、移動単位を１５〔度〕に設定する（Ｓ１）。
【００２６】
測定周波数を既述の８００〔ＭＨｚ〕ないし３〔ＧＨｚ〕に設定し、測定部８で各周波数の水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖを測定する（Ｓ２）。
【００２７】
各受信レベルＬｈ、Ｌｖと受信レベルの理論式のレベル値との偏差を演算し、これを補正値Ｋｈ、Ｋｖとして出力する（Ｓ３）。
【００２８】
このような球面電波測定評価システム２では、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が同一に設定されているので、受信アンテナ１４には送信アンテナ１６の指向性の影響を受けない受信レベルが得られる。このため、受信レベルＬｈ、Ｌｖは、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備に依存し、つまり、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備の影響を表している。
【００２９】
各受信レベルＬｈ、Ｌｖと既述の理論式のレベル値との偏差は、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備に依存する値、つまり測定場所１２や装備に電波反射があれば、この電波反射を表す受信レベルを検出できる。
【００３０】
したがって、このような偏差を補正値Ｋｈ、Ｋｖとして算出するので、この補正値Ｋｈ、Ｋｖを電波測定の評価に用いれば、被測定装置〔ＥＵＴ（Equipment Under Test）と称する〕の評価精度が高められ、これにより、信頼性のある評価結果が得られる。
【００３１】
〔第２の実施の形態〕
【００３２】
図３は、第２の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示している。図３において図１と同一部分には同一符号を付すとともに、各図を通して共通部分に同一符号を付してある。
【００３３】
この球面電波測定評価システム２は、本開示の電波測定装置および電波測定方法の一例である。図３に示す球面電波測定評価システム２は電波暗室２４に設置されている。この電波暗室２４が球面電波測定の測定場所１２であり、測定環境を構成している。
【００３４】
この電波暗室２４の床面２６、側壁および天井面には電波吸収体２２が設置されている。つまり、球面電波測定の測定場所１２が電波吸収体２２で包囲されている。この電波吸収体２２は電波暗室２４内に突出する無数の角錐体を配置し、各角錐体の間に形成された錐状の谷部内に電波を吸収する。この電波吸収体２２にはたとえば、ウレタン吸収体などの電波吸収性素材が用いられ、各角錐体の電波吸収形状と相まって電波を吸収し、電波の反射が抑制される。床面２６は電波吸収体２２を全面に設置することなく、一部でもよく、また一部をフラット面としてもよい。
【００３５】
電波送受信部４には空間を介して対向する受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が設けられている。受信アンテナ１４にはたとえば、対数周期アンテナ（ログペリアンテナ）が用いられる。このログペリアンテナは送信に使用可能である。送信アンテナ１６にはダイポールアンテナが用いられる。この電波送受信部４では、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面を一定にし、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。
【００３６】
このような電波送受信部４の受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の位置関係は、受信アンテナ１４の支持手段である支持アーム２８、送信アンテナ１６の支持手段であるアダプタ３２によって実現されている。支持アーム２８は、アンテナ移動アーム３０の一端に取り付けられ、その一端部からアンテナ移動アーム３０と直交方向に突出している。この支持アーム２８の先端部分に受信アンテナ１４が取り付けられているので、受信アンテナ１４とアンテナ移動アーム３０との間には支持アーム２８の長さに応じた間隔ｄが設定されている。また、支持アーム２８の表面は電波吸収体３４で被覆され、電波送受信部４に対向するアンテナ移動アーム３０の面部は電波吸収体３５で覆われている。
【００３７】
アダプタ３２は着脱部３６を備えており、この着脱部３６によりアンテナ移動アーム３０に着脱可能に取り付けられている。このアダプタ３２の先端部には送信アンテナ１６の支柱部３８が固定されている。これにより、送信アンテナ１６とアンテナ移動アーム３０との間にはアダプタ３２により受信アンテナ１４と同様に既述の間隔ｄが設定されている。また、送信アンテナ１６とアダプタ３２との間隔Ｄは、支柱部３８により測定周波数の１波長以上に設定されている。また、アダプタ３２の表面は電波吸収体４０で被覆されている。
【００３８】
この実施の形態のアンテナ移動装置６は、既述のアンテナ移動アーム３０、モータ４２、球面移動台４４および球面移動台コントローラ４６を備えている。モータ４２の回転軸にはアンテナ移動アーム３０が回転中心Ｏで固定されている。アンテナ移動アーム３０の回転中心Ｏは送信アンテナ１６の近傍に設定されており、受信アンテナ１４の回転半径をｒ1 、送信アンテナ１６の回転半径をｒ2 とすれば、ｒ1 ＞ｒ2 の関係にある。したがって、図４に示すように、回転中心Ｏにより回転半径ｒ1 、ｒ2 を以て電波送受信部４の受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が各軌道１８−１、１８−２上で回転可能であり、これらにより既述の通り特定球面が構成される。
【００３９】
受信アンテナ１４および送信アンテナ１６には、ネットワークアナライザ４８がケーブル５０、５２により接続されている。ネットワークアナライザ４８は既述の測定部８（図１）の一例である。
【００４０】
球面移動台コントローラ４６およびネットワークアナライザ４８にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５４が接続されている。このＰＣ５４は既述の演算部１０（図１）の一例である。
【００４１】
＜電波送受信部４の回転動作、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の対向関係＞
【００４２】
図５は、既述の電波送受信部４の回転動作、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の対向関係を示している。
【００４３】
電波送受信部４は図５のＡに示すように、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が既述の角度範囲で回転可能であり、いずれの角度においても、受信アンテナ１４に対して同一の対向面で送信アンテナ１６が対向する関係である。
【００４４】
この対向関係は図５のＢに示すように、送信アンテナ１６の同一の対向面５６が受信アンテナ１４に対向し、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。つまり、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の相対位置および対向関係に偏りがない。このため、測定場所１２が電波反射のない理想的な空間であれば、電波送受信部４の回転角度に関係なく、受信アンテナ１４には同一または同一と見做せる受信レベルが得られることになる。換言すれば、測定場所１２の電波暗室２４や装備に電波反射があれば、電波反射が受信レベルに現れる。したがって、受信レベルは電波測定に影響を及ぼす電波反射の指標となり、この受信レベルから測定環境を評価することができる。
【００４５】
また、受信アンテナ１４は図５のＢに示すように、ログペリアンテナ５８を示している。このログペリアンテナ５８は、長さの異なる複数のエレメント６０を備え、各エレメント６０は送信アンテナ１６から放射される電波２０の周波数（波長）に対応している。この受信アンテナ１４は異なる周波数の電波２０を受信し、送信アンテナ１６に指向性がなければ、周波数が異なっても同一またはほぼ同一と見做しうる受信レベルが得られる。この受信レベルから電波送受信部４を設置した測定場所１２や装備による電波反射の影響を知ることができる。
【００４６】
＜ネットワークアナライザ４８＞
【００４７】
図６はネットワークアナライザ４８の一例を示している。このネットワークアナライザ４８は既述の測定部８（図１）の一例であり、信号源６２、信号測定部６４、プロセッサ６６、表示部６８および入出力部７０を備えている。信号源６２はプロセッサ６６により制御され、送信アンテナ１６から測定周波数毎に出力信号を生成する。
【００４８】
信号測定部６４はプロセッサ６６により制御され、受信アンテナ１４の受信レベルを測定する。プロセッサ６６は信号源６２、信号測定部６４および表示部６８を制御する。つまり、信号源６２の出力信号に基づいた送信アンテナ１６の電波放射、この電波放射に対応して受信アンテナ１４が検出する受信レベルを取り込み、信号源６２が生成する出力信号や受信レベルを表示部６８に表示する。入出力部７０はたとえば、ＰＣ５４からの制御入力を受け、測定結果をＰＣ５４に出力する。
【００４９】
表示部６８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示器で構成され、プロセッサ６６の制御により、信号源６２の出力信号の波形や受信アンテナ１４の受信レベルを表示する。
【００５０】
＜ＰＣ５４＞
【００５１】
図７はＰＣ５４の一例を示している。このＰＣ５４は既述の演算部１０（図１）の一例であり、図７に示すＰＣ５４ではプロセッサ７２、メモリ７４、ＲＡＭ７６、表示部７８、入出力部８０を備えている。
【００５２】
プロセッサ７２はメモリ７４のプログラム記憶部８２にあるＯＳ（Operating System）、電波測定プログラム、電波測定の評価プログラムなどのアプリケーションプログラムを実行する。
【００５３】
メモリ７４はハードディスク装置などの記録媒体で構成され、既述のプログラム記憶部８２およびデータ記憶部８４を備える。プログラム記憶部８２にはＯＳや既述のアプリケーションプログラムを格納する。データ記憶部８４には測定した受信レベル、理論式を基礎とする受信レベル、演算式により求めた偏差や補正値を格納する。ＲＡＭ７６はプログラムを展開し、演算などのロークエリアを構成している。
【００５４】
表示部７８は、ＬＣＤなどの表示器で構成され、プロセッサ７２の制御により、ＰＣ５４にネットワークアナライザ４８から取り込まれた受信レベル、演算結果などの各種のデータを表示する。
【００５５】
入出力部８０は、プロセッサ７２により制御され、ネットワークアナライザ４８や球面移動台コントローラ４６から情報を取り込み、ネットワークアナライザ４８の測定値やアンテナ移動装置６の制御信号を出力する。また、この入出力部８０に取り込まれる情報には、電波送受信部４の移動角度や、ネットワークアナライザ４８の測定値などがある。
【００５６】
＜球面電波測定の測定手順＞
【００５７】
球面電波測定の測定手順について、図８を参照する。図８は球面電波測定の測定手順の一例を示している。
【００５８】
この測定手順は本開示の電波測定方法の一例であり、受信レベルの測定（Ｓ２１）、偏差の算出（Ｓ２２）、補正値の算出（Ｓ２３）および補正値の保存（Ｓ２４）が含まれる。
【００５９】
受信レベルの測定では、対向させた受信アンテナ１４と送信アンテナ１６を垂直平面上で既述の角度範囲０〔度〕から１６５〔度〕内の任意の角度たとえば、１５〔度〕を設定する。そして、既述の周波数範囲（８００〔ＭＨｚ〕〜３〔ＧＨｚ〕）の水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖを測定する。
【００６０】
偏差の算出では、各測定値ＬｈとＬｖについて、理論式で与えられる受信レベルの計算値（レベル値）と比較し、各測定値と計算値の偏差を算出する。そして、各偏差値を補正値Ｋ（ｄＢ）とする。
【００６１】
ここで、既述の理論式について、図９に示す等価回路８６を参照する。この等価回路８６は、電波送受信部４およびネットワークアナライザ４８（測定部８）の構成を示している。したがって、既述の理論式は下記の通りである。自由空間の受信レベルの計算値Ｌｃ〔ｄＢｍ〕は
Ｌｃ〔ｄＢｍ〕＝Ｐｔ＋Ｇｔ−α＋Ｇｒ−Ｃ ・・・(1)
である。この式(1) において、
Ｐｔ：送信給電電力〔ｄＢｍ〕
Ｇｔ：送信アンテナゲイン〔ｄＢ〕
Ｇｒ：受信アンテナゲイン〔ｄＢ〕
α：空間減衰量〔ｄＢ〕
Ｃ：ケーブル損失〔ｄＢ〕
である。
【００６２】
補正値Ｋ〔ｄＢ〕は、球面移動台４４に設定されたアンテナ角度毎に、測定周波数としてたとえば、８００〔ＭＨｚ〕〜３〔ＧＨｚ〕の周波数範囲で１〔ＭＨｚ〕毎の周波数で計算する。したがって、水平偏波の補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕および垂直偏波の補正値Ｋｖ〔ｄＢ〕は、
Ｋｈ〔ｄＢ〕＝Ｌｈ〔ｄＢｍ〕−Ｌｃ〔ｄＢｍ〕 ・・・(2)
Ｋｖ〔ｄＢ〕＝Ｌｖ〔ｄＢｍ〕−Ｌｃ〔ｄＢｍ〕 ・・・(3)
となる。
【００６３】
各補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕は、送信アンテナ１６の指向性の影響を受けない受信レベルから求められている。このため、補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕とした偏差は電波暗室２４（測定場所１２）や球面移動台４２の電波反射の影響のみを表している。
【００６４】
影響の評価は、図１５または図１６で示すように、電波の反射がない状態では、受信レベルはどの位置でも変化しないため、偏差は±０である。偏差の値が大きければ電波の反射が大きく、影響は大きいと評価する。
【００６５】
影響が大きい場合にはたとえば、±２〔ｄＢ〕を超える場合には、電波暗室２４の壁、床面２６、球面移動台４２の各電波吸収体２２の種類（たとえば、特性、形状）、数量、配置を調整し、測定場所１２や装備の影響を軽減する。
【００６６】
そして、各補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕をＰＣ５４の記憶媒体であるデータ記憶部８４に格納する。
【００６７】
＜ＥＵＴ（被測定装置）８８の放射電力の測定＞
【００６８】
図１０は、ＥＵＴ（被測定装置）８８の放射電力の測定を示している。図１０に示す放射電力の測定では、既述の球面電波測定評価システム２から着脱部３６により送信アンテナ１６およびアダプタ３２を外し、送信アンテナ１６の位置にＥＵＴ８８を配置する。この実施の形態では、ＥＵＴ８８は回転支持装置９０に設置されている。この回転支持装置９０には床面２６に設置されている回転台９１に支持台９２が設置され、この支持台９２の上面にＥＵＴ８８が載置されている。このＥＵＴ８８の中心は、受信アンテナ１４の中心Ｐと一致している。
【００６９】
受信アンテナ１４には、既述のネットワークアナライザ４８に代えて設置した電力測定装置９４を接続する。
【００７０】
＜放射電力の測定手順＞
【００７１】
図１１は、ＥＵＴ（被測定装置）の放射電力の測定手順を示している。受信アンテナ１４をアンテナ移動装置６により任意の角度に設定し（Ｓ３１）、ＥＵＴ８８から測定周波数の電波を放射し、受信アンテナ１４による受信電力を電力測定装置９４で測定する（Ｓ３２）。この測定値をＡとする。
【００７２】
ＰＣ５４には予め測定した受信アンテナ１４の角度、測定周波数（希望周波数）に対応する既述の補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）を保存しているので、この補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）をＰＣ５４から呼び出し、測定値Ａに加算し、これを放射電力Ｃとする（Ｓ３３）。この放射電力Ｃ〔ｄＢｍ〕は、
Ｃ＝Ａ＋Ｋｈ〔ｄＢｍ〕または、Ｃ＝Ａ＋Ｋｖ〔ｄＢｍ〕 ・・・(4)
である。
【００７３】
このような放射電力の測定によれば、既述の補正値ＫｈまたはＫｖの加算により、球面移動台４４を含めた電波暗室２４などの測定場所１２の影響を測定結果から排除でき、ＥＵＴ８８に対する精度の高い評価が行える。
【００７４】
＜ＥＵＴ８８の受信感度の測定＞
【００７５】
図１２は、ＥＵＴ８８の受信感度の測定を示している。図１２に示す受信感度の測定では、放射電力の測定と同様に、既述の球面電波測定評価システム２から着脱部３６により送信アンテナ１６およびアダプタ３２を外し、送信アンテナ１６の位置に回転支持装置９０によりＥＵＴ８８を配置する。既述の通り、床面２６に埋め込まれた回転台９１に設置された支持台９２の上面にＥＵＴ８８が設置され、ＥＵＴ８８の中心に受信アンテナ１４の中心Ｐを一致させる。
【００７６】
この受信感度の測定では、ＥＵＴ８８の受信機能を評価するので、受信アンテナ１４を送信アンテナとして機能させる。つまり、受信アンテナ１４にログペリアンテナ５８（図５のＢ）を用いればよい。この場合、ログペリアンテナ５８には疑似基地局９６を接続する。
【００７７】
＜受信感度の測定手順＞
【００７８】
図１３は、ＥＵＴ８８の受信感度の測定手順を示している。ログペリアンテナ５８（受信アンテナ１４）をアンテナ移動装置６により任意の角度に設定する（Ｓ４１）。疑似基地局９６が接続されたログペリアンテナ５８から測定周波数（希望周波数）の電波２０を放射する（Ｓ４２）。ＥＵＴ８８が受信エラーになるまで疑似基地局９６の送信電力を低下させる（Ｓ４３）。規定の受信エラーになった受信レベルをＡ’とする。
【００７９】
ＰＣ５４には予め測定したログペリアンテナ５８（受信アンテナ１４）の角度、測定周波数に対応する既述の補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）を保存しているので、この補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）をＰＣ５４から呼び出し、受信レベルＡ’に加算し、これを受信感度Ｃ’とする（Ｓ４４）。この受信感度Ｃ’〔ｄＢｍ〕は、
Ｃ’＝Ａ' ＋Ｋｈ〔ｄＢｍ〕または、Ｃ’＝Ａ' ＋Ｋｖ〔ｄＢｍ〕 ・・・(5)
である。
【００８０】
このような受信感度の測定によれば、放射電力の測定と同様に、球面移動台４４を含めた電波暗室２４などの測定場所１２の影響を測定結果から排除でき、受信感度においても、ＥＵＴ８８に対する精度の高い評価が行える。
【００８１】
〔第２の実施の形態の効果〕
【００８２】
(1) アダプタ３２を電波吸収体４０で被覆しているので、電波吸収により電波反射を抑制できる。電波の不要反射を抑制し、評価精度を高めることができる。
【００８３】
(2) アダプタ３２と送信アンテナ１６との間に間隔Ｄが設定され、間隔Ｄを測定周波数の１波長以上に設定しているので、アダプタ３２による送信アンテナ１６への電波反射の影響を回避できる。
【００８４】
〔第３の実施の形態〕
【００８５】
図１４は、第３の実施の形態に係る球面電波測定評価システム２を示している。この 図１４において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００８６】
図１４に示す球面電波測定評価システム２では、２つの移動手段としてアンテナ移動装置６−１、６−２が設置されている。アンテナ移動装置６−１は第２の実施の形態から着脱部３６によりアダプタ３２および送信アンテナ１６が除かれている。すなわち、このアンテナ移動装置６−１には球面移動台４４−１、モータ４２−１、球面移動台コントローラ（球面移動台コントローラ１）４６−１が備えられている。したがって、このアンテナ移動装置６−１では、受信アンテナ１４のみを特定球面上で回転させることができる。
【００８７】
アンテナ移動装置６−２は、球面移動台４４−２、モータ４２−２および球面移動台コントローラ（球面移動台コントローラ２）４６−２が備えられ、モータ４２−２に既述のアダプタ３２が取り付けられている。アダプタ３２には同様に電波吸収体４０が設置され、球面移動台４４−２にも球面移動台４４−１と同様に、電波吸収体３５が設置されている。
【００８８】
この第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様の機能を２つのアンテナ移動装置６−１、６−２で実現し、同様の効果を得ている。すなわち、電波測定では、球面移動台４４−１、４４−２の角度つまり、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の角度を検出する。ＰＣ５４では、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の対向角度を球面移動台４４−１または球面移動台４４−２から算出する。この角度検出には、回転角度を検出するエンコーダを用いればよい。
【００８９】
この検出角度はＰＣ５４から球面移動台コントローラ４６−２に送信する。これにより、球面移動台４４−２側のモータ４２−２により、送信アンテナ１６のアンテナ角度が制御される。これに代え、各球面移動台コントローラ４６−１、４６−２の双方にＰＣ５４から角度制御データを送信し、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の移動角度を制御してもよい。
【００９０】
このように、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の移動手段を独立した構成とし、それぞれの角度情報を用いてアンテナ角度を制御してもよく、第１の実施の形態と同様に、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の対向面を同一に設定できる。これにより、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性を一定にすることができる。
【００９１】
係る構成では、球面での測定システムの電波伝播特性を球面全域にわたり、送信アンテナの指向性の影響をうけることなく、電波暗室２４や、装備を含む球面電波測定評価システム２の評価を行うことができ、ＥＵＴの評価精度を高めることができる。
【００９２】
〔他の実施の形態〕
【００９３】
(1) 上記実施の形態では受信アンテナ１４にログペリアンテナ５８を使用したが、ホーンアンテナなどの他のアンテナであってもよい。
【００９４】
(2) 送信アンテナ１６には一例としてダイポールアンテナを示したが、他のアンテナであってもよい。
【００９５】
(3) 電波暗室２４として直方体形状の暗室を示したが、その形状は球体、楕円球体、多面体空間などであってもよい。
【００９６】
(4) 上記実施の形態では、受信アンテナ１４や送信アンテナ１６を単一のアンテナで構成したが、複数のアンテナで構成してもよい。
【００９７】
〔測定結果〕
【００９８】
図１５および図１６は自由空間伝搬特性を示している。図１５は送信アンテナが持つ指向性が影響している評価データを示している。また、図１６は既述の実施の形態により、送信アンテナが持つ指向性の影響が除かれた評価データを示している。
【００９９】
いずれのデータも横軸に周波数、縦軸に偏差を取っている。各データは、受信アンテナ１４の角度を１５〔度〕から１６５〔度〕の範囲で１５〔度〕間隔で測定した場合の測定データであり、伝搬特性の理論値から求めた偏差を示している。各データにおいて、凡例Ｈｏｒｉｚ１５は、受信アンテナの水平偏波、角度位置１５〔度〕を示しており、他の凡例の数値は、同様に角度位置を示している。
【０１００】
図１５と図１６に示す偏差の比較から明らかなように、送信アンテナ１６の指向性の影響を回避した評価データ（図１６）では、各周波数において、偏差が極めて小さくなっており、偏差に大きな改善が見られる。
【０１０１】
以上の通り、電波測定装置および電波測定方法の最も好ましい実施の形態等について説明した。本開示の電波測定装置および電波測定方法は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
２ 球面電波測定評価システム
４ 電波送受信部
６、６−１、６−２ アンテナ移動装置
８ 測定部
１０ 演算部
１２ 測定場所
１４ 受信アンテナ
１６ 送信アンテナ
１８−１、１８−２ 軌道
２０ 電波
２２、３４、３５、４０ 電波吸収体
２４ 電波暗室
２６ 床面
２８ 支持アーム
３０ アンテナ移動アーム
３２ アダプタ
３６ 着脱部
３８ 支柱部
４２ モータ
４４ 球面移動台
４６ 球面移動台コントローラ
４８ ネットワークアナライザ
５０、５２ ケーブル
５４ パーソナルコンピュータ
５６ 対向面
５８ ログペリアンテナ
６０ エレメント
６２ 信号源
６４ 信号測定部
６６ プロセッサ
７４ メモリ
７６ ＲＡＭ
７８ 表示部
８０ 入出力部
８２ プログラム記憶部
８４ データ記憶部
８６ 等価回路
８８ 被測定装置
９０ 回転支持装置
９１ 回転台
９２ 支持台
９４ 電力測定装置
９６ 疑似基地局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機器などの電波測定、該電波測定に用いる測定システムや測定環境の評価などに用いる電波測定装置および電波測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信媒体に電波を用いる携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの無線通信機器では、測定環境に電波暗室を用いる球面電波測定システムを利用し、送信電力や受信感度の特性を球面で評価する。この評価精度は球面電波測定システムや測定環境である電波暗室に依存する。このため、球面電波測定システムや電波暗室が電波反射や設備による反射などの影響があるか否かを評価するための評価試験（リプル試験）を実施している。
【０００３】
この球面電波測定に関し、特許文献１には、電波暗室内に電波吸収体を備えることにより不要反射波の影響を抑制することが記載されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、球面電波測定システムや電波暗室の評価には球面電波測定と同様の送信アンテナおよび受信アンテナを使用する。送信アンテナには磁界面（Ｈ面）が均一指向性となるダイポールアンテナが用いられ、受信アンテナには対数周期アンテナ（ログペリアンテナ）またはホーンアンテナが用いられる。ダイポールアンテナでは球面移動台の中心位置で床面と平行にアンテナエレメントを設定する。受信アンテナは球面移動台に設置して垂直面で回転可能に設定する。受信アンテナを回転させ、その回転で設定される受信アンテナ位置（角度位置）で、送信アンテナが放射する電波の周波数毎に受信レベルを測定する。
【０００６】
そして、各受信アンテナの角度位置において、受信レベルに差がない（つまり、定在波がない）ことを確認する。または最大受信レベル差を測定する。この測定を送信アンテナの位置を変更し、たとえば、前後左右などで行ない、その測定結果を評価する。
【０００７】
この評価において、送信アンテナに用いられているダイポールアンテナのＨ面指向性は一定値（理論値）であると仮定している。しかし、実際のダイポールアンテナの指向性は図１７に示すように、完全な円ではなく角度によって指向性に偏り（偏差）がある。この偏差は３〔ｄＢ〕程度またはそれ以上である。このような指向性は周波数毎に現れる。この指向性は垂直面の受信アンテナ角度により受信出力に影響し、測定結果の誤差となる。つまり、送信アンテナの特性が測定値を変動させ、測定結果に偏差（測定誤差）が生じるという課題がある。
【０００８】
そこで、本開示の電波測定装置および電波測定方法の目的は、送信アンテナが持つ指向性の影響を回避し、測定精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の構成は、受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部を用いる。この電波送受信部を特定球面上で移動し、送信アンテナが放射する電波を受信アンテナで受信する。演算手段では、受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差が求められる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の電波測定装置または電波測定方法によれば、次の何れかの効果が得られる。
【００１１】
(1) 受信アンテナに対する送信アンテナの指向性を一定にしたので、受信アンテナの受信レベルから送信アンテナの指向性の影響が除かれ、測定環境や装備などの環境に依存した受信レベルが得られる。
【００１２】
(2) このような受信レベルと理論値である受信レベルとを比較しており、これにより、測定環境や装備などの環境に依存した偏差が求められ、測定環境や装備などの評価精度が高められる。
【００１３】
(3) このような偏差を用いれば、被測定装置の評価精度が高められ、信頼性の高い評価結果が得られる。
【００１４】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図２】球面電波測定の測定手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図４】アンテナ移動装置および電波送受信部を正面から示した図である。
【図５】受信アンテナと送信アンテナの対向関係を示す図である。
【図６】ネットワークアナライザの構成例を示す図である。
【図７】パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の構成例を示す図である。
【図８】球面電波測定の偏差の測定手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】電波送受信部の等価回路を示すフローチャートである。
【図１０】被測定装置の放射電力測定の一例を示す図である。
【図１１】放射電力の測定手順を示すフローチャートである。
【図１２】被測定装置の受信感度測定の一例を示す図である。
【図１３】受信感度の測定手順を示すフローチャートである。
【図１４】第３の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示す図である。
【図１５】送信アンテナ指向性の影響がある評価データ例を示す図である。
【図１６】送信アンテナ指向性の影響がない評価データ例を示す図である。
【図１７】ダイポールアンテナの指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
【００１７】
図１は第１の実施の形態に係る球面電波測定評価システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示の電波測定装置および電波測定方法が限定されるものではない。
【００１８】
この球面電波測定評価システム２は本開示の電波測定装置および電波測定方法の一例である。この球面電波測定評価システム２は、電波送受信部４、アンテナ移動装置６、測定部８および演算部１０を備え、球面電波測定の測定場所１２に設置されている。演算部１０は測定場所１２の内部にあってもよいし、その外部でもよい。
【００１９】
電波送受信部４は、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面を同一にして受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性を一定に設定している。つまり、送信アンテナ１６にたとえば、ダイポールアンテナを使用しても、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性は一定である。
【００２０】
この電波送受信部４はアンテナ移動装置６に取り付けられ、回転中心Ｏにより特定球面上を移動可能である。この実施例では受信アンテナ１４の軌道１８−１、送信アンテナ１６の軌道１８−２が既述の特定球面を構成する。電波送受信部４の移動角度θの範囲はたとえば、垂直平面の０〔度〕ないし１６５〔度〕の範囲であり、この角度範囲内の所定角度としてたとえば、１５〔度〕を単位に電波送受信部４が移動する。この移動角度θが何れであっても、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面は同一であり、移動に関係なく、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。
【００２１】
測定部８は電波を発生する信号源を備えており、この信号源から発せられる出力により送信アンテナ１６から電波２０が放射される。この電波２０が受信アンテナ１４に受信され、その受信レベルを測定部８で測定する。電波２０の周波数範囲はたとえば、８００〔ＭＨｚ〕ないし３〔ＧＨｚ〕であり、測定周波数はたとえば、１〔ＭＨｚ〕単位で可変する。この周波数について、測定部８が水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖの双方を測定する。
【００２２】
演算部１０は、測定部８から取り込まれた受信レベルＬｈ、Ｌｖと、これら受信レベルの理論式のレベル値とを比較し、両者の偏差を演算し、各偏差を補正値Ｋｈ、Ｋｖとして出力する。また、この演算部１０はアンテナ移動装置６の移動角度の制御、測定部８の周波数制御を行う。
【００２３】
測定場所１２はたとえば、電波暗室であり、その内壁面には電波吸収体２２が設置されている。電波吸収体２２は送信アンテナ１６から放射される電波を吸収するために設置されている。
【００２４】
この球面電波測定評価システム２の球面電波測定の測定手順について、図２を参照する。この測定手順は本開示の電波測定方法の一例である。
【００２５】
この測定手順では、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の垂直平面を既述の０〔度〕から１６５〔度〕の範囲とし、移動単位を１５〔度〕に設定する（Ｓ１）。
【００２６】
測定周波数を既述の８００〔ＭＨｚ〕ないし３〔ＧＨｚ〕に設定し、測定部８で各周波数の水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖを測定する（Ｓ２）。
【００２７】
各受信レベルＬｈ、Ｌｖと受信レベルの理論式のレベル値との偏差を演算し、これを補正値Ｋｈ、Ｋｖとして出力する（Ｓ３）。
【００２８】
このような球面電波測定評価システム２では、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が同一に設定されているので、受信アンテナ１４には送信アンテナ１６の指向性の影響を受けない受信レベルが得られる。このため、受信レベルＬｈ、Ｌｖは、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備に依存し、つまり、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備の影響を表している。
【００２９】
各受信レベルＬｈ、Ｌｖと既述の理論式のレベル値との偏差は、測定場所１２やアンテナ移動装置６などの装備に依存する値、つまり測定場所１２や装備に電波反射があれば、この電波反射を表す受信レベルを検出できる。
【００３０】
したがって、このような偏差を補正値Ｋｈ、Ｋｖとして算出するので、この補正値Ｋｈ、Ｋｖを電波測定の評価に用いれば、被測定装置〔ＥＵＴ（Equipment Under Test）と称する〕の評価精度が高められ、これにより、信頼性のある評価結果が得られる。
【００３１】
〔第２の実施の形態〕
【００３２】
図３は、第２の実施の形態に係る球面電波測定評価システムの一例を示している。図３において図１と同一部分には同一符号を付すとともに、各図を通して共通部分に同一符号を付してある。
【００３３】
この球面電波測定評価システム２は、本開示の電波測定装置および電波測定方法の一例である。図３に示す球面電波測定評価システム２は電波暗室２４に設置されている。この電波暗室２４が球面電波測定の測定場所１２であり、測定環境を構成している。
【００３４】
この電波暗室２４の床面２６、側壁および天井面には電波吸収体２２が設置されている。つまり、球面電波測定の測定場所１２が電波吸収体２２で包囲されている。この電波吸収体２２は電波暗室２４内に突出する無数の角錐体を配置し、各角錐体の間に形成された錐状の谷部内に電波を吸収する。この電波吸収体２２にはたとえば、ウレタン吸収体などの電波吸収性素材が用いられ、各角錐体の電波吸収形状と相まって電波を吸収し、電波の反射が抑制される。床面２６は電波吸収体２２を全面に設置することなく、一部でもよく、また一部をフラット面としてもよい。
【００３５】
電波送受信部４には空間を介して対向する受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が設けられている。受信アンテナ１４にはたとえば、対数周期アンテナ（ログペリアンテナ）が用いられる。このログペリアンテナは送信に使用可能である。送信アンテナ１６にはダイポールアンテナが用いられる。この電波送受信部４では、受信アンテナ１４に対して送信アンテナ１６の対向面を一定にし、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。
【００３６】
このような電波送受信部４の受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の位置関係は、受信アンテナ１４の支持手段である支持アーム２８、送信アンテナ１６の支持手段であるアダプタ３２によって実現されている。支持アーム２８は、アンテナ移動アーム３０の一端に取り付けられ、その一端部からアンテナ移動アーム３０と直交方向に突出している。この支持アーム２８の先端部分に受信アンテナ１４が取り付けられているので、受信アンテナ１４とアンテナ移動アーム３０との間には支持アーム２８の長さに応じた間隔ｄが設定されている。また、支持アーム２８の表面は電波吸収体３４で被覆され、電波送受信部４に対向するアンテナ移動アーム３０の面部は電波吸収体３５で覆われている。
【００３７】
アダプタ３２は着脱部３６を備えており、この着脱部３６によりアンテナ移動アーム３０に着脱可能に取り付けられている。このアダプタ３２の先端部には送信アンテナ１６の支柱部３８が固定されている。これにより、送信アンテナ１６とアンテナ移動アーム３０との間にはアダプタ３２により受信アンテナ１４と同様に既述の間隔ｄが設定されている。また、送信アンテナ１６とアダプタ３２との間隔Ｄは、支柱部３８により測定周波数の１波長以上に設定されている。また、アダプタ３２の表面は電波吸収体４０で被覆されている。
【００３８】
この実施の形態のアンテナ移動装置６は、既述のアンテナ移動アーム３０、モータ４２、球面移動台４４および球面移動台コントローラ４６を備えている。モータ４２の回転軸にはアンテナ移動アーム３０が回転中心Ｏで固定されている。アンテナ移動アーム３０の回転中心Ｏは送信アンテナ１６の近傍に設定されており、受信アンテナ１４の回転半径をｒ1 、送信アンテナ１６の回転半径をｒ2 とすれば、ｒ1 ＞ｒ2 の関係にある。したがって、図４に示すように、回転中心Ｏにより回転半径ｒ1 、ｒ2 を以て電波送受信部４の受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が各軌道１８−１、１８−２上で回転可能であり、これらにより既述の通り特定球面が構成される。
【００３９】
受信アンテナ１４および送信アンテナ１６には、ネットワークアナライザ４８がケーブル５０、５２により接続されている。ネットワークアナライザ４８は既述の測定部８（図１）の一例である。
【００４０】
球面移動台コントローラ４６およびネットワークアナライザ４８にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５４が接続されている。このＰＣ５４は既述の演算部１０（図１）の一例である。
【００４１】
＜電波送受信部４の回転動作、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の対向関係＞
【００４２】
図５は、既述の電波送受信部４の回転動作、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の対向関係を示している。
【００４３】
電波送受信部４は図５のＡに示すように、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６が既述の角度範囲で回転可能であり、いずれの角度においても、受信アンテナ１４に対して同一の対向面で送信アンテナ１６が対向する関係である。
【００４４】
この対向関係は図５のＢに示すように、送信アンテナ１６の同一の対向面５６が受信アンテナ１４に対向し、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性が一定である。つまり、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の相対位置および対向関係に偏りがない。このため、測定場所１２が電波反射のない理想的な空間であれば、電波送受信部４の回転角度に関係なく、受信アンテナ１４には同一または同一と見做せる受信レベルが得られることになる。換言すれば、測定場所１２の電波暗室２４や装備に電波反射があれば、電波反射が受信レベルに現れる。したがって、受信レベルは電波測定に影響を及ぼす電波反射の指標となり、この受信レベルから測定環境を評価することができる。
【００４５】
また、受信アンテナ１４は図５のＢに示すように、ログペリアンテナ５８を示している。このログペリアンテナ５８は、長さの異なる複数のエレメント６０を備え、各エレメント６０は送信アンテナ１６から放射される電波２０の周波数（波長）に対応している。この受信アンテナ１４は異なる周波数の電波２０を受信し、送信アンテナ１６に指向性がなければ、周波数が異なっても同一またはほぼ同一と見做しうる受信レベルが得られる。この受信レベルから電波送受信部４を設置した測定場所１２や装備による電波反射の影響を知ることができる。
【００４６】
＜ネットワークアナライザ４８＞
【００４７】
図６はネットワークアナライザ４８の一例を示している。このネットワークアナライザ４８は既述の測定部８（図１）の一例であり、信号源６２、信号測定部６４、プロセッサ６６、表示部６８および入出力部７０を備えている。信号源６２はプロセッサ６６により制御され、送信アンテナ１６から測定周波数毎に出力信号を生成する。
【００４８】
信号測定部６４はプロセッサ６６により制御され、受信アンテナ１４の受信レベルを測定する。プロセッサ６６は信号源６２、信号測定部６４および表示部６８を制御する。つまり、信号源６２の出力信号に基づいた送信アンテナ１６の電波放射、この電波放射に対応して受信アンテナ１４が検出する受信レベルを取り込み、信号源６２が生成する出力信号や受信レベルを表示部６８に表示する。入出力部７０はたとえば、ＰＣ５４からの制御入力を受け、測定結果をＰＣ５４に出力する。
【００４９】
表示部６８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示器で構成され、プロセッサ６６の制御により、信号源６２の出力信号の波形や受信アンテナ１４の受信レベルを表示する。
【００５０】
＜ＰＣ５４＞
【００５１】
図７はＰＣ５４の一例を示している。このＰＣ５４は既述の演算部１０（図１）の一例であり、図７に示すＰＣ５４ではプロセッサ７２、メモリ７４、ＲＡＭ７６、表示部７８、入出力部８０を備えている。
【００５２】
プロセッサ７２はメモリ７４のプログラム記憶部８２にあるＯＳ（Operating System）、電波測定プログラム、電波測定の評価プログラムなどのアプリケーションプログラムを実行する。
【００５３】
メモリ７４はハードディスク装置などの記録媒体で構成され、既述のプログラム記憶部８２およびデータ記憶部８４を備える。プログラム記憶部８２にはＯＳや既述のアプリケーションプログラムを格納する。データ記憶部８４には測定した受信レベル、理論式を基礎とする受信レベル、演算式により求めた偏差や補正値を格納する。ＲＡＭ７６はプログラムを展開し、演算などのロークエリアを構成している。
【００５４】
表示部７８は、ＬＣＤなどの表示器で構成され、プロセッサ７２の制御により、ＰＣ５４にネットワークアナライザ４８から取り込まれた受信レベル、演算結果などの各種のデータを表示する。
【００５５】
入出力部８０は、プロセッサ７２により制御され、ネットワークアナライザ４８や球面移動台コントローラ４６から情報を取り込み、ネットワークアナライザ４８の測定値やアンテナ移動装置６の制御信号を出力する。また、この入出力部８０に取り込まれる情報には、電波送受信部４の移動角度や、ネットワークアナライザ４８の測定値などがある。
【００５６】
＜球面電波測定の測定手順＞
【００５７】
球面電波測定の測定手順について、図８を参照する。図８は球面電波測定の測定手順の一例を示している。
【００５８】
この測定手順は本開示の電波測定方法の一例であり、受信レベルの測定（Ｓ２１）、偏差の算出（Ｓ２２）、補正値の算出（Ｓ２３）および補正値の保存（Ｓ２４）が含まれる。
【００５９】
受信レベルの測定では、対向させた受信アンテナ１４と送信アンテナ１６を垂直平面上で既述の角度範囲０〔度〕から１６５〔度〕内の任意の角度たとえば、１５〔度〕を設定する。そして、既述の周波数範囲（８００〔ＭＨｚ〕〜３〔ＧＨｚ〕）の水平偏波の受信レベルＬｈおよび垂直偏波の受信レベルＬｖを測定する。
【００６０】
偏差の算出では、各測定値ＬｈとＬｖについて、理論式で与えられる受信レベルの計算値（レベル値）と比較し、各測定値と計算値の偏差を算出する。そして、各偏差値を補正値Ｋ（ｄＢ）とする。
【００６１】
ここで、既述の理論式について、図９に示す等価回路８６を参照する。この等価回路８６は、電波送受信部４およびネットワークアナライザ４８（測定部８）の構成を示している。したがって、既述の理論式は下記の通りである。自由空間の受信レベルの計算値Ｌｃ〔ｄＢｍ〕は
Ｌｃ〔ｄＢｍ〕＝Ｐｔ＋Ｇｔ−α＋Ｇｒ−Ｃ ・・・(1)
である。この式(1) において、
Ｐｔ：送信給電電力〔ｄＢｍ〕
Ｇｔ：送信アンテナゲイン〔ｄＢ〕
Ｇｒ：受信アンテナゲイン〔ｄＢ〕
α：空間減衰量〔ｄＢ〕
Ｃ：ケーブル損失〔ｄＢ〕
である。
【００６２】
補正値Ｋ〔ｄＢ〕は、球面移動台４４に設定されたアンテナ角度毎に、測定周波数としてたとえば、８００〔ＭＨｚ〕〜３〔ＧＨｚ〕の周波数範囲で１〔ＭＨｚ〕毎の周波数で計算する。したがって、水平偏波の補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕および垂直偏波の補正値Ｋｖ〔ｄＢ〕は、
Ｋｈ〔ｄＢ〕＝Ｌｈ〔ｄＢｍ〕−Ｌｃ〔ｄＢｍ〕 ・・・(2)
Ｋｖ〔ｄＢ〕＝Ｌｖ〔ｄＢｍ〕−Ｌｃ〔ｄＢｍ〕 ・・・(3)
となる。
【００６３】
各補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕は、送信アンテナ１６の指向性の影響を受けない受信レベルから求められている。このため、補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕とした偏差は電波暗室２４（測定場所１２）や球面移動台４２の電波反射の影響のみを表している。
【００６４】
影響の評価は、図１５または図１６で示すように、電波の反射がない状態では、受信レベルはどの位置でも変化しないため、偏差は±０である。偏差の値が大きければ電波の反射が大きく、影響は大きいと評価する。
【００６５】
影響が大きい場合にはたとえば、±２〔ｄＢ〕を超える場合には、電波暗室２４の壁、床面２６、球面移動台４２の各電波吸収体２２の種類（たとえば、特性、形状）、数量、配置を調整し、測定場所１２や装備の影響を軽減する。
【００６６】
そして、各補正値Ｋｈ〔ｄＢ〕、Ｋｖ〔ｄＢ〕をＰＣ５４の記憶媒体であるデータ記憶部８４に格納する。
【００６７】
＜ＥＵＴ（被測定装置）８８の放射電力の測定＞
【００６８】
図１０は、ＥＵＴ（被測定装置）８８の放射電力の測定を示している。図１０に示す放射電力の測定では、既述の球面電波測定評価システム２から着脱部３６により送信アンテナ１６およびアダプタ３２を外し、送信アンテナ１６の位置にＥＵＴ８８を配置する。この実施の形態では、ＥＵＴ８８は回転支持装置９０に設置されている。この回転支持装置９０には床面２６に設置されている回転台９１に支持台９２が設置され、この支持台９２の上面にＥＵＴ８８が載置されている。このＥＵＴ８８の中心は、受信アンテナ１４の中心Ｐと一致している。
【００６９】
受信アンテナ１４には、既述のネットワークアナライザ４８に代えて設置した電力測定装置９４を接続する。
【００７０】
＜放射電力の測定手順＞
【００７１】
図１１は、ＥＵＴ（被測定装置）の放射電力の測定手順を示している。受信アンテナ１４をアンテナ移動装置６により任意の角度に設定し（Ｓ３１）、ＥＵＴ８８から測定周波数の電波を放射し、受信アンテナ１４による受信電力を電力測定装置９４で測定する（Ｓ３２）。この測定値をＡとする。
【００７２】
ＰＣ５４には予め測定した受信アンテナ１４の角度、測定周波数（希望周波数）に対応する既述の補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）を保存しているので、この補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）をＰＣ５４から呼び出し、測定値Ａに加算し、これを放射電力Ｃとする（Ｓ３３）。この放射電力Ｃ〔ｄＢｍ〕は、
Ｃ＝Ａ＋Ｋｈ〔ｄＢｍ〕または、Ｃ＝Ａ＋Ｋｖ〔ｄＢｍ〕 ・・・(4)
である。
【００７３】
このような放射電力の測定によれば、既述の補正値ＫｈまたはＫｖの加算により、球面移動台４４を含めた電波暗室２４などの測定場所１２の影響を測定結果から排除でき、ＥＵＴ８８に対する精度の高い評価が行える。
【００７４】
＜ＥＵＴ８８の受信感度の測定＞
【００７５】
図１２は、ＥＵＴ８８の受信感度の測定を示している。図１２に示す受信感度の測定では、放射電力の測定と同様に、既述の球面電波測定評価システム２から着脱部３６により送信アンテナ１６およびアダプタ３２を外し、送信アンテナ１６の位置に回転支持装置９０によりＥＵＴ８８を配置する。既述の通り、床面２６に埋め込まれた回転台９１に設置された支持台９２の上面にＥＵＴ８８が設置され、ＥＵＴ８８の中心に受信アンテナ１４の中心Ｐを一致させる。
【００７６】
この受信感度の測定では、ＥＵＴ８８の受信機能を評価するので、受信アンテナ１４を送信アンテナとして機能させる。つまり、受信アンテナ１４にログペリアンテナ５８（図５のＢ）を用いればよい。この場合、ログペリアンテナ５８には疑似基地局９６を接続する。
【００７７】
＜受信感度の測定手順＞
【００７８】
図１３は、ＥＵＴ８８の受信感度の測定手順を示している。ログペリアンテナ５８（受信アンテナ１４）をアンテナ移動装置６により任意の角度に設定する（Ｓ４１）。疑似基地局９６が接続されたログペリアンテナ５８から測定周波数（希望周波数）の電波２０を放射する（Ｓ４２）。ＥＵＴ８８が受信エラーになるまで疑似基地局９６の送信電力を低下させる（Ｓ４３）。規定の受信エラーになった受信レベルをＡ’とする。
【００７９】
ＰＣ５４には予め測定したログペリアンテナ５８（受信アンテナ１４）の角度、測定周波数に対応する既述の補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）を保存しているので、この補正値Ｋｈ（または補正値Ｋｖ）をＰＣ５４から呼び出し、受信レベルＡ’に加算し、これを受信感度Ｃ’とする（Ｓ４４）。この受信感度Ｃ’〔ｄＢｍ〕は、
Ｃ’＝Ａ' ＋Ｋｈ〔ｄＢｍ〕または、Ｃ’＝Ａ' ＋Ｋｖ〔ｄＢｍ〕 ・・・(5)
である。
【００８０】
このような受信感度の測定によれば、放射電力の測定と同様に、球面移動台４４を含めた電波暗室２４などの測定場所１２の影響を測定結果から排除でき、受信感度においても、ＥＵＴ８８に対する精度の高い評価が行える。
【００８１】
〔第２の実施の形態の効果〕
【００８２】
(1) アダプタ３２を電波吸収体４０で被覆しているので、電波吸収により電波反射を抑制できる。電波の不要反射を抑制し、評価精度を高めることができる。
【００８３】
(2) アダプタ３２と送信アンテナ１６との間に間隔Ｄが設定され、間隔Ｄを測定周波数の１波長以上に設定しているので、アダプタ３２による送信アンテナ１６への電波反射の影響を回避できる。
【００８４】
〔第３の実施の形態〕
【００８５】
図１４は、第３の実施の形態に係る球面電波測定評価システム２を示している。この 図１４において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００８６】
図１４に示す球面電波測定評価システム２では、２つの移動手段としてアンテナ移動装置６−１、６−２が設置されている。アンテナ移動装置６−１は第２の実施の形態から着脱部３６によりアダプタ３２および送信アンテナ１６が除かれている。すなわち、このアンテナ移動装置６−１には球面移動台４４−１、モータ４２−１、球面移動台コントローラ（球面移動台コントローラ１）４６−１が備えられている。したがって、このアンテナ移動装置６−１では、受信アンテナ１４のみを特定球面上で回転させることができる。
【００８７】
アンテナ移動装置６−２は、球面移動台４４−２、モータ４２−２および球面移動台コントローラ（球面移動台コントローラ２）４６−２が備えられ、モータ４２−２に既述のアダプタ３２が取り付けられている。アダプタ３２には同様に電波吸収体４０が設置され、球面移動台４４−２にも球面移動台４４−１と同様に、電波吸収体３５が設置されている。
【００８８】
この第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様の機能を２つのアンテナ移動装置６−１、６−２で実現し、同様の効果を得ている。すなわち、電波測定では、球面移動台４４−１、４４−２の角度つまり、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の角度を検出する。ＰＣ５４では、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の対向角度を球面移動台４４−１または球面移動台４４−２から算出する。この角度検出には、回転角度を検出するエンコーダを用いればよい。
【００８９】
この検出角度はＰＣ５４から球面移動台コントローラ４６−２に送信する。これにより、球面移動台４４−２側のモータ４２−２により、送信アンテナ１６のアンテナ角度が制御される。これに代え、各球面移動台コントローラ４６−１、４６−２の双方にＰＣ５４から角度制御データを送信し、受信アンテナ１４および送信アンテナ１６の移動角度を制御してもよい。
【００９０】
このように、受信アンテナ１４と送信アンテナ１６の移動手段を独立した構成とし、それぞれの角度情報を用いてアンテナ角度を制御してもよく、第１の実施の形態と同様に、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の対向面を同一に設定できる。これにより、受信アンテナ１４に対する送信アンテナ１６の指向性を一定にすることができる。
【００９１】
係る構成では、球面での測定システムの電波伝播特性を球面全域にわたり、送信アンテナの指向性の影響をうけることなく、電波暗室２４や、装備を含む球面電波測定評価システム２の評価を行うことができ、ＥＵＴの評価精度を高めることができる。
【００９２】
〔他の実施の形態〕
【００９３】
(1) 上記実施の形態では受信アンテナ１４にログペリアンテナ５８を使用したが、ホーンアンテナなどの他のアンテナであってもよい。
【００９４】
(2) 送信アンテナ１６には一例としてダイポールアンテナを示したが、他のアンテナであってもよい。
【００９５】
(3) 電波暗室２４として直方体形状の暗室を示したが、その形状は球体、楕円球体、多面体空間などであってもよい。
【００９６】
(4) 上記実施の形態では、受信アンテナ１４や送信アンテナ１６を単一のアンテナで構成したが、複数のアンテナで構成してもよい。
【００９７】
〔測定結果〕
【００９８】
図１５および図１６は自由空間伝搬特性を示している。図１５は送信アンテナが持つ指向性が影響している評価データを示している。また、図１６は既述の実施の形態により、送信アンテナが持つ指向性の影響が除かれた評価データを示している。
【００９９】
いずれのデータも横軸に周波数、縦軸に偏差を取っている。各データは、受信アンテナ１４の角度を１５〔度〕から１６５〔度〕の範囲で１５〔度〕間隔で測定した場合の測定データであり、伝搬特性の理論値から求めた偏差を示している。各データにおいて、凡例Ｈｏｒｉｚ１５は、受信アンテナの水平偏波、角度位置１５〔度〕を示しており、他の凡例の数値は、同様に角度位置を示している。
【０１００】
図１５と図１６に示す偏差の比較から明らかなように、送信アンテナ１６の指向性の影響を回避した評価データ（図１６）では、各周波数において、偏差が極めて小さくなっており、偏差に大きな改善が見られる。
【０１０１】
以上の通り、電波測定装置および電波測定方法の最も好ましい実施の形態等について説明した。本開示の電波測定装置および電波測定方法は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０２】
２ 球面電波測定評価システム
４ 電波送受信部
６、６−１、６−２ アンテナ移動装置
８ 測定部
１０ 演算部
１２ 測定場所
１４ 受信アンテナ
１６ 送信アンテナ
１８−１、１８−２ 軌道
２０ 電波
２２、３４、３５、４０ 電波吸収体
２４ 電波暗室
２６ 床面
２８ 支持アーム
３０ アンテナ移動アーム
３２ アダプタ
３６ 着脱部
３８ 支柱部
４２ モータ
４４ 球面移動台
４６ 球面移動台コントローラ
４８ ネットワークアナライザ
５０、５２ ケーブル
５４ パーソナルコンピュータ
５６ 対向面
５８ ログペリアンテナ
６０ エレメント
６２ 信号源
６４ 信号測定部
６６ プロセッサ
７４ メモリ
７６ ＲＡＭ
７８ 表示部
８０ 入出力部
８２ プログラム記憶部
８４ データ記憶部
８６ 等価回路
８８ 被測定装置
９０ 回転支持装置
９１ 回転台
９２ 支持台
９４ 電力測定装置
９６ 疑似基地局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして前記受信アンテナに対する前記送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部と、
前記電波送受信部を特定球面上で移動する移動手段と、
前記送信アンテナが放射する電波を受信する前記受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、前記電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差を演算する演算手段とを備える、
電波測定装置。
【請求項２】
前記移動手段に前記送信アンテナを支持するアダプタを備え、該アダプタの表面に電波吸収体を備える、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項３】
前記アダプタと前記送信アンテナとの間に１波長以上の間隔を設けた、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項４】
前記送信アンテナに代えて被測定装置を備え、該被測定装置が放射する電波を前記受信アンテナで受信し、前記演算手段が前記受信アンテナの受信レベルを前記偏差で補正する、
請求項１ないし３の何れかに記載の電波測定装置。
【請求項５】
前記移動手段が、特定球面上で前記受信アンテナを移動させる受信アンテナ移動手段と、前記送信アンテナを前記受信アンテナと独立して特定球面上で移動させる送信アンテナ移動手段とを備え、
前記受信アンテナ移動手段および前記送信アンテナ移動手段の何れか一方または双方により、前記受信アンテナおよび前記送信アンテナとの移動角を制御する制御手段を備える、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項６】
受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして前記受信アンテナに対する前記送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部を測定場所に配置し、
前記電波送受信部を特定球面上で移動し、
前記送信アンテナが放射する電波を受信する前記受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、前記電波送受信部を配置する前記測定場所に依存する偏差を演算する、
電波測定方法。
【請求項７】
前記電波送受信部の前記送信アンテナに代えて被測定装置を設置し、
前記被測定装置が放射する電波を前記受信アンテナで受信し、
前記受信アンテナの受信レベルを前記偏差で補正する、
請求項６に記載の電波測定方法。
【請求項１】
受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして前記受信アンテナに対する前記送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部と、
前記電波送受信部を特定球面上で移動する移動手段と、
前記送信アンテナが放射する電波を受信する前記受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、前記電波送受信部を設置する測定場所に依存する偏差を演算する演算手段とを備える、
電波測定装置。
【請求項２】
前記移動手段に前記送信アンテナを支持するアダプタを備え、該アダプタの表面に電波吸収体を備える、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項３】
前記アダプタと前記送信アンテナとの間に１波長以上の間隔を設けた、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項４】
前記送信アンテナに代えて被測定装置を備え、該被測定装置が放射する電波を前記受信アンテナで受信し、前記演算手段が前記受信アンテナの受信レベルを前記偏差で補正する、
請求項１ないし３の何れかに記載の電波測定装置。
【請求項５】
前記移動手段が、特定球面上で前記受信アンテナを移動させる受信アンテナ移動手段と、前記送信アンテナを前記受信アンテナと独立して特定球面上で移動させる送信アンテナ移動手段とを備え、
前記受信アンテナ移動手段および前記送信アンテナ移動手段の何れか一方または双方により、前記受信アンテナおよび前記送信アンテナとの移動角を制御する制御手段を備える、
請求項１に記載の電波測定装置。
【請求項６】
受信アンテナに対して送信アンテナの対向面を同一にして前記受信アンテナに対する前記送信アンテナの指向性を一定にした電波送受信部を測定場所に配置し、
前記電波送受信部を特定球面上で移動し、
前記送信アンテナが放射する電波を受信する前記受信アンテナの受信レベルと、該受信レベルの理論式で与えられる受信レベルとを比較し、前記電波送受信部を配置する前記測定場所に依存する偏差を演算する、
電波測定方法。
【請求項７】
前記電波送受信部の前記送信アンテナに代えて被測定装置を設置し、
前記被測定装置が放射する電波を前記受信アンテナで受信し、
前記受信アンテナの受信レベルを前記偏差で補正する、
請求項６に記載の電波測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−８３４５５（Ｐ２０１３−８３４５５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１４９６（Ｐ２０１１−２２１４９６）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
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