ＴＩＳ測定方法および装置
【課題】携帯端末等のＴＩＳ（全等方性感度）を短時間に測定できるようにする。
【解決手段】楕円球の閉空間１２の一方の焦点Ｆ１に配置した送信アンテナ３に対して送信機２からデータで変調された信号を供給し、送信アンテナ３から放射した電波を、他方の焦点Ｆ２に配置した被測定物１に対してほぼ全方向から同位相で集約させて、全空間からの電波を積分したのと同等な状態にして、被測定物１で復調されるデータ信号のビット誤り率をＢＥＲ測定器５によって測定し、そのビット誤り率が規定値となる時の送信供給電流をしきい値電力Ｐthとして求める。そしてそのしきい値電力と、被測定物１に代わって基準受信アンテナを配置したときに得られる電力値および送信アンテナと基準受信アンテナについての既知のパラメータとから、被測定物１のＴＩＳを算出している。
【解決手段】楕円球の閉空間１２の一方の焦点Ｆ１に配置した送信アンテナ３に対して送信機２からデータで変調された信号を供給し、送信アンテナ３から放射した電波を、他方の焦点Ｆ２に配置した被測定物１に対してほぼ全方向から同位相で集約させて、全空間からの電波を積分したのと同等な状態にして、被測定物１で復調されるデータ信号のビット誤り率をＢＥＲ測定器５によって測定し、そのビット誤り率が規定値となる時の送信供給電流をしきい値電力Ｐthとして求める。そしてそのしきい値電力と、被測定物１に代わって基準受信アンテナを配置したときに得られる電力値および送信アンテナと基準受信アンテナについての既知のパラメータとから、被測定物１のＴＩＳを算出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するための全等方性感度ＴＩＳ（Total Isotropic Sensitivity）を、容易に且つ短時間に測定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するパラメータとしてＴＩＳがある。なお、このＴＩＳと同じ意味のパラメータとしてＴＲＳ（Total Radiated Sensitivity）と呼ぶこともあるが、以下の説明ではＴＩＳと記載する。
【０００３】
ＴＩＳの定義について図８を用いて説明する。図８の（ａ）は導体接続測定の系を示し、（ｂ）は放射測定の系を示すものである。
【０００４】
導体接続測定の場合は、測定用端子を介した直結の測定系で、送信機１００から受信機１１０にデータで変調された信号を入力し、その入力レベルを高い方から低い方へ順次低下させていき、受信機１１０で復調されるデータのＢＥＲ（ビット誤り率）が規定値に達した時の入力電力Ｐｓで受信感度を規定する。
【０００５】
この測定法は測定用端子の存在を前提にしているが、携帯端末の小型化や低コスト化に伴い、測定用端子を持たないものが増えてくると上記測定法は使えず、受信機の感度を放射で測定しなければならなくなる。
【０００６】
一方、放射測定の場合は、（θ，φ）方向からθ偏波の平面波が電力ＥＩＳθ（θ，φ）で到来した状態で、受信機１１０で復調されるデータのＢＥＲ（ビット誤り率）が規定値に達する時の受信アンテナ１１１から受信機１１０への入力電力がＰｓであったとする。
【０００７】
θ、φの両偏波に対し、このような平面波が全空間から到来する散乱環境（各平面波は異なる方向でインコヒーレントとする）を考え、その中に理想的無指向性アンテナを配置して受信した全電力を空間平均したものをＴＩＳと定義する。
【０００８】
即ち、θ、φの両偏波に対する受信アンテナの動作利得をそれぞれＧθ（θ，φ）、Ｇφ（θ，φ）とすると、θ偏波の平面波の電力ＥＩＳθ（θ，φ）と、φ偏波の平面波の電力ＥＩＳφ（θ，φ）は、以下のように表される。
【０００９】
ＥＩＳθ（θ，φ）＝Ｐｓ／Ｇθ（θ，φ） ……（１）
ＥＩＳφ（θ，φ）＝Ｐｓ／Ｇφ（θ，φ） ……（２）
【００１０】
また、上記定義からＴＩＳは、次式によって表される。なお、以下の式では、θ、φの関数であることを示す（θ，φ）を省略して記載する。
【００１１】
ＴＩＳ
＝４π／｛∫∫［（１／ＥＩＳθ）＋（１／ＥＩＳφ）］sinθdθdφ｝……（３）
【００１２】
つまり、式（１）、（２）のＥＩＳを全空間で測定し、それを式（３）の分母のように積分することでＴＩＳが得られる。
【００１３】
なお、上記技術に関連して、アンテナの３次元ゲインパターンを測定し、その測定結果に基づいてＴＩＳを求める技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−２３５９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記のように３次元の式（１）、（２）のＥＩＳを全空間で測定し、それを積分する方式では、測定結果を得るために大変な時間がかかるという問題があった（自動測定システムを用いても通常６時間かかると言われている）。
【００１６】
本発明は、この問題を解決し、ＴＩＳを極めて短時間に測定できるＴＩＳ測定方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１のＴＩＳ測定方法は、
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の一方の焦点の近傍に送信アンテナ（３）を配置し、他方の焦点の近傍に被測定物（１）を配置して、前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置を調整する段階と、
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Ｐthとして求める段階と、
前記求めたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出する段階とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２のＴＩＳ測定方法は、請求項１記載のＴＩＳ測定方法において、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を求める段階を含み、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３のＴＩＳ測定方法は、請求項２記載のＴＩＳ測定方法において、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐｃ′、ＰＲ′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４のＴＩＳ測定装置は、
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で、金属の壁面で囲まれた閉空間を有し、送信アンテナ３を一方の焦点の近傍位置に支持し、被測定物（１）を他方の焦点の近傍位置に支持する支持手段（５０、５５）を含む結合器（２１）と、
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機（２）と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器（５）と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Ｐthとして求めるしきい値電力測定手段（１９１）と、
前記しきい値電力測定手段によって得られたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出するＴＩＳ算出手段（１９２）とを有していることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５のＴＩＳ測定装置は、請求項４記載のＴＩＳ測定装置において、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を予め記憶する手段を有し、
前記ＴＩＳ算出手段は、前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６のＴＩＳ測定装置は、請求項５記載のＴＩＳ測定装置において、
前記ＴＩＳ算出手段は、
前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明は、楕円球の閉空間の一方の焦点に配置した送信アンテナから放射した電波を、他方の焦点に配置した被測定物に対してほぼ全方向から同位相で集約させて、全空間からの電波を積分したのと同等な状態にして、ビット誤り率が規定値となる時のしきい値電力を求め、そのしきい値電力と、被測定物に代わって基準受信アンテナを配置したときに得られる電力値および送信アンテナと基準受信アンテナについての既知のパラメータとから、被測定物のＴＩＳを算出しているので、従来の３次元積分方式に比べて格段に短時間にＴＩＳを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のＴＩＳ測定方法を説明するための測定系の構成図
【図２】本発明のＴＩＳ測定方法を説明するための校正系の構成図
【図３】本発明のＴＩＳ測定方法の手順の一例を示すフローチャート
【図４】本発明のＴＩＳ測定装置の実施形態の構成図
【図５】要部の内部構造を示す図
【図６】要部の内部構造を示す図
【図７】要部の内部構造を示す図
【図８】ＴＩＳの定義を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
始めに本発明のＴＩＳの測定原理について説明する。
【００２６】
前記したＴＩＳの式（３）の分母は、ゲインを用いて表すと、
（１／Ｐｓ）∫∫（Ｇθ＋Ｇφ）sinθdθdφ……（４）
となる。
【００２７】
ここで、携帯端末などの被測定物の内部の受信アンテナの効率をηr 、その受信アンテナと受信部の間の自由空間中における不整合損失をＬｍ、指向性利得をＧＤθ（θ,φ）、ＧＤφ（θ,φ）とすると、次式（５）が成立する。なお、前記したように、θとφの関数であることを示す（θ,φ）の記載は省略する。
【００２８】
Ｇθ＋Ｇφ＝ηr ・Ｌｍ(ＧＤθ＋ＧＤφ) ……（５）
【００２９】
また、指向性利得については、
∫∫(ＧＤθ＋ＧＤφ)sinθdθdφ＝４π ……（６）
が成立する。
【００３０】
したがって、式（４）は、
（１／Ｐｓ）∫∫（Ｇθ＋Ｇφ）sinθdθdφ
＝（１／Ｐｓ）ηr ・Ｌｍ∫∫(ＧＤθ＋ＧＤφ) sinθdθdφ
＝（１／Ｐｓ）ηr ・Ｌｍ・４π
となり、これを式（３）に代入すれば、
ＴＩＳ＝Ｐｓ／（ηr ・Ｌｍ） ……（７）
が得られる。
【００３１】
上式（７）において、被測定物の自由空間中における不整合損失Ｌｍを既知とすると、ＴＩＳの測定は、被測定物の受信アンテナの放射効率ηrを測定することで得られ、その放射効率ηr は、後述する楕円球型の結合器を用いることで短時間に測定することができる。
【００３２】
次に、楕円球型の結合器を用いてＴＩＳを測定する方法について説明する。
図１は測定系を示す図であり、結合器２１は、楕円をその長軸を中心に回転させて得られる楕円球状の閉空間１２を囲む壁面１１をもち、その壁面１１が電磁波を反射する金属によって形成されている。
【００３３】
この結合器２１は、それを形成する楕円の一方の焦点Ｆ１から放射されて内壁で反射した電波が、同一長の経路を経て他方の焦点Ｆ２に集まるという楕円の幾何学的性質を用いたものであり、焦点位置からみて全方位からの電波がほぼ同位相で集約される、つまり全方位からの電波が積分された状態を模擬することができる。
【００３４】
図１に示した測定系の場合、ビット誤り率（以下、ＢＥＲと記す）を測定するためにデータ信号で変調された測定信号を送信機２から結合器２１の一方の焦点Ｆ１に放射中心をもつ送信アンテナ３にケーブルを介して供給する。このとき送信側の反射係数Γ（被測定物１を測定する場合の反射係数）は既知とする（予め測定しておく）。
【００３５】
また、結合器２１の他方の焦点Ｆ２には、携帯端末のような被測定物１のアンテナ部分を位置させ、その受信信号出力を結合器外部のＢＥＲ測定器５にケーブルを介して入力する。
【００３６】
ここで、予め送信アンテナ３と被測定物１の位置を例えば楕円軸に沿って微調整して、感度最大となるようにしてから、送信機２から測定信号を供給しＢＥＲ測定を行う。
【００３７】
そして、測定信号の供給電力を下げていき、ＢＥＲが規定値に達した時の電力をしきい値電力Ｐthとして求める。
【００３８】
このしきい値電力Ｐthと受信電力Ｐｓとの関係は、次のように表される。
Ｐth・Ｌc・ηt ・Ｌｍ・（１−｜Γ｜２）Ｃ・ηr ＝Ｐｓ ……（８）
ここで、Ｌｃは送信側ケーブル損失、ηt は送信アンテナ効率、Ｃは結合器損失であり、これらは後述の校正系と共通に用いられるパラメータで、演算により除去されるため、既知である必要はない。また、ηr
は被測定物のアンテナ放射効率である。
【００３９】
一方、図２に示す校正系では、送信機２から電力Ｐc′の無変調のキャリア信号を送信アンテナ３に供給し、その出力を基準受信アンテナ６で受信し、その受信電力を電力測定器７によって測定する。なお、このシステムではデータ変調の必要がないので送信機２の代わりにＳＧを用いることもできる。
【００４０】
この校正系では、送信アンテナ３と基準受信アンテナ６の位置を、例えば楕円軸の中心に対して対称に軸に沿って移動させて最大受信電力Ｐr′となるように設定する。
【００４１】
この状態で、送信電力ＰＣ′と最大受信電力ＰＲ′との間には次の関係が成立する。
Ｐc′・Ｌc・ηt
・（１−｜Γ′｜２）Ｃ・ηr′＝Ｐr′ ……（９）
ここで、Γ′は基準受信アンテナ６を測定する場合の送信側の反射係数、ηr′は基準受信アンテナ６の放射効率であり、共に既知とする。
【００４２】
式（８）、（９）の除算により、次の結果が得られる。
ＴＩＳ
＝Ｐｓ／（ηr ・Ｌｍ）
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）Ｐr′］／［Ｐc′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
……（１０）
【００４３】
このように、被測定物１のＴＩＳは、式（１０）の各既知の値により算出することができる。
【００４４】
つまり、図３のフローチャートに示すように、楕円球型の結合器２１を用いた測定系で、予め、一定の送信電力において受信電力が最大となるように送信アンテナ３と被測定物１の位置の微調整を行う（Ｓ１、Ｓ２）。なお、この受信電力が最大になることについての把握は、例えば被測定物１の受信信号レベルを示すデータの出力機能を用いたり、あるいは送信電力の増減変化に追従してＢＥＲの値が変化するような比較的低い送信電力に設定し、ＢＥＲが最小となる（即ち受信電力最大となる）ように位置調整を行う方法が考えられる。
【００４５】
上記位置の微調整の後、ＢＥＲを監視しながら測定信号の供給電力を下げ、ＢＥＲが規定値となった時のしきい値電力Ｐthを求めて記憶する（Ｓ３〜Ｓ５）。
【００４６】
そして、前記した校正系にセットして、送信側の供給電力をＰc′とし、送信アンテナ３と基準受信アンテナ６の位置を微調整して、受信電力を最大Ｐr′とする（Ｓ６、Ｓ７）。
【００４７】
上記処理により、式（１０）の演算に必要な各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′が実測され、その他のパラメータ（Γ、Γ′、ηr′、Ｌｍ）が既知となっていれば、被測定物１のＴＩＳを算出することができる（Ｓ８）。
【００４８】
なお、上記処理のうち校正系の処理Ｓ６、Ｓ７は、使用する送信アンテナ３、基準受信アンテナ６等の構成要素に変化がなければいつ行ってもよく、その結果得られた送信電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′をメモリ（図示せず）に記憶しておき、測定系で得られた電力値とともに用いてＴＩＳを算出すればよい。
【００４９】
次に、上記方法を用いたＴＩＳ測定装置の実施形態を説明する。
【００５０】
図４は、上記測定方法に基づいたＴＩＳ測定装置２０の全体構成を示している。
このＴＩＳ測定装置２０は、前記した結合器２１、送信機２、送信アンテナ３、ＢＥＲ測定器５、測定定制御部１９０を有している。なお、ここでは、校正系で得られたデータは測定定制御部１９０に予め記憶されているものとする。
【００５１】
結合器２１には、楕円球状の閉空間１２を囲む壁面１１と、その閉空間１２内の一方の焦点Ｆ１の位置に送信アンテナ１１のほぼ放射中心位置がくるように支持する手段と、他方の焦点Ｆ２の位置に被測定物１のアンテナ部（あるいは前記した基準受信アンテナ６）の放射中心がくるように支持する手段とが設けられている。また、被測定物１、受信基準アンテナ６の出し入れができるように、閉空間１２を開閉できる構造が必要である。
【００５２】
図５〜図７は、その具体例を示すものであり、結合器２１は、下ケース２２と上ケース２３とに別れた開閉式で、下ケース２２の上板２２ａには、楕円状の穴（図示せず）が形成され、その穴に前記した楕円球状の閉空間１２の下半部の外周形状に沿った形状の内壁２５ａを有する第１の内壁形成体２５が取り付けられている。
【００５３】
第１の内壁形成体２５は、電波を反射する金属板、金属メッシュ板のプレス加工、あるいは合成樹脂の成形品の内壁に金属膜を設ける等して形成され、その上縁には、僅かに外側へ延びて前記穴の外縁と重なるフランジ２６が延設されており、この第１の内壁形成体２５は、フランジ２６部分が下ケース２２の上板２２ａに固定されている。
【００５４】
一方、上ケース２３の下板２３ａにも、楕円形の穴（図示せず）が設けられ、この穴に、第２の内壁形成体３０が装着されている。
【００５５】
第２の内壁形成体３０は、第１の内壁形成体２５と対称な形状を有している。即ち、前記した楕円球状の閉空間１２の上半部の外周形状に沿った形状の内壁３０ａを有し、その開口側の縁部には、僅かに外側へ延びて上ケース２３の前記穴の外縁と重なるフランジ３１が延設され、このフランジ３１部分が下板２３ａに固定されている。
【００５６】
上ケース２３は、下ケース２２に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結されており、上ケース２３を下ケース２２に重なるように閉じてロックしたとき、図５のように、第１の内壁形成体２５のフランジ２６と第２の内壁形成体３０のフランジ３１が全体的に隙間なく面接触して、それぞれの内壁２５ａ、３０ａが連続して、前記した壁面１１で囲まれた楕円球状の閉空間１２が形成される。
【００５７】
なお、下ケース２２と上ケース２３には、閉じたときに、上下の内壁形成体２５、３０がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構（例えば図のようにガイドピン４０とそれを受け入れるガイド穴４１）が形成されている。
【００５８】
また、例えば、図６の（ａ）のように、一方の内壁形成体３０の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ４５を突設させることで、図６の（ｂ）のように他方の内壁形成体２５と合わせられたときに、その弾性リブ４５を内壁形成体２５の開口側の内縁全周に接触させて、内壁形成体２５、３０のフランジ２６、３１の接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。
【００５９】
また、ここでは、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０とがそれぞれ別体になっている例を示しているが、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、および上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０と上板２２とを同一材料で一体に形成してもよい。また、ここでは第１の内壁形成体２５および第２の内壁形成体３０の外周形状を半楕円外周形状にしているが、内壁２５ａ、３０ａが前記した楕円球に沿っていればよく、外側の形状は任意である。
【００６０】
図４、図５、図７に示しているように、第１の内壁形成体２５の開口面上の前記焦点Ｆ１の近傍位置には、前記した閉空間１２内で送信アンテナ３を支持するための送信側支持部５０が設けられ、焦点Ｆ２の近傍位置には、被測定物１や基準受信アンテナ６を支持するための受信側支持部５５が設けられている。
【００６１】
送信側支持部５０は、送信アンテナ３の放射中心が焦点Ｆ１の位置にほぼ一致する状態を基準位置とし、それらを焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸に沿って一定距離（例えば中心波長λに対して±λ／４）移動できる状態で支持するものであり、焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸に沿って移動可能で送信アンテナ３を支持する支持板５１と、支持板５１の下降を防ぐ基台５３および後述するスライド駆動装置１８０により構成されている。なお、これらの各構成部材のうち、結合器２１内部に配置されたものは、電波に対する透過率が高い（比誘電率が１に近い）合成樹脂材により形成されている。
【００６２】
この支持板５１の外側端部には内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５１ａが突設され、その軸部５１ａは、内壁形成体２５の外側に固定されたスライド移動装置１８０に保持されている。
【００６３】
スライド移動装置１８０は、例えば断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５１の軸部５１ａを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源（例えばモータ）の駆動制御により、支持板５１を軸に沿った方向にスライド移動させる。
【００６４】
なお、信号給電用の同軸ケーブル１６２は、例えば支持板５１の軸部５１ａの内部に貫通する穴を通過している。
【００６５】
また、受信側支持部５５も送信側支持部５１と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成された支持板５６と、支持板５６の下降を防ぐ基台５７、支持板５６の上に被測定物１や基準受信アンテナ６を固定する固定具５８およびスライド移動装置１８１により構成されている。固定具５８は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物１や基準受信アンテナ６を支持板５６の上の所定位置に固定させる。
【００６６】
この支持板５６にも、その外側端部に内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５６ａが突設され、その軸部５６ａは、内壁形成体２５の外側に固定されたスライド移動装置１８１に係合保持されている。
【００６７】
スライド移動装置１８１は、スライド移動装置１８１と同様に構成され、断面凹状に形成されていて、その中央の溝部で支持板５６の軸部５６ａを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源（例えばモータ）の駆動制御により、支持板５６を軸に沿った方向にスライド移動させる。
【００６８】
なお、ここでは、二つのスライド移動装置１８０、１８１によってアンテナ間隔を連続的に変化できるようになっているが、例えば、λ／８ステップで離散的に変化させてもよく、自動制御だけでなく手動で位置を変えられるようにしてもよい。
【００６９】
また、受信側支持部５５においても、被測定物１の信号出力コードや基準受信アンテナ６のケーブルを外部に引き出すことができるように例えば支持板５６の軸部５６ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【００７０】
この被測定物１の出力信号は、ケーブル１６を介して結合器２１の外部に出力され、ＢＥＲ測定器５に接続される。
【００７１】
そして、測定制御部１９０は、測定系において、送信機２の出力レベルを制御し、ＢＥＲの値を監視し、しきい値電力Ｐthを求め、予め校正系で得られている他の電力値Ｐc′、Ｐr′と、既知のパラメータ（Γ、Γ′、ηr′、Ｌｍ）とに基づいて、式（１０）にしたがって被測定物１のＴＩＳを算出する。
【００７２】
より具体的にいえば、測定制御部１９０は、図４に示しているように、しきい値電力測定手段１９１およびＴＩＳ算出手段１９２を有している。
【００７３】
前記図３のフローチャートに示したように、しきい値電力測定手段１９１は、測定系において、スライド移動装置１８０、１８１の制御で位置調整を行ってから、ＢＥＲが規定値となる測定信号のしきい値電力Ｐthを求める。
【００７４】
また、ＴＩＳ算出手段１９２は、その測定されたしきい値電力Ｐthと、他の電力値を含む既知のパラメータを用いて式（１０）にしたがって、ＴＩＳを算出する。
【００７５】
なお、図３のフローチャートの校正系の処理（Ｓ６、Ｓ７）も、測定制御部１９０が自動で行うようにしてもよい。
【００７６】
このように実施形態のＴＩＳ測定装置２０は、楕円球型の結合器２１を用い、その一方の焦点位置から放射された電波を他方の焦点位置に集合させてあたかも全方位について電波を積分した状態と同等にして得られたしきい値電力に基づいて、被測定物のＴＩＳを求めているので、従来のような３Ｄ積分方式に比べて格段に短時間にＴＩＳを求めることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１……被測定物、２……送信機、３……送信アンテナ、５……ＢＥＲ測定器、６……基準受信アンテナ、７……電力測定器、１１……壁面、１２……閉空間、２０……ＴＩＳ測定装置、２１……結合器、２２……下ケース、２３……上ケース、２５……第１の内壁形成体、２６……フランジ、３０……第２の内壁形成体、５０……送信側支持部、５５……受信側支持部、１００……送信機、１１０……受信機、１１１……受信アンテナ、１８０、１８１……スライド移動装置、１９０……測定制御部、１９１……しきい値電力測定手段、１９２……ＴＩＳ算出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するための全等方性感度ＴＩＳ（Total Isotropic Sensitivity）を、容易に且つ短時間に測定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機のような移動体無線端末の受信感度を評価するパラメータとしてＴＩＳがある。なお、このＴＩＳと同じ意味のパラメータとしてＴＲＳ（Total Radiated Sensitivity）と呼ぶこともあるが、以下の説明ではＴＩＳと記載する。
【０００３】
ＴＩＳの定義について図８を用いて説明する。図８の（ａ）は導体接続測定の系を示し、（ｂ）は放射測定の系を示すものである。
【０００４】
導体接続測定の場合は、測定用端子を介した直結の測定系で、送信機１００から受信機１１０にデータで変調された信号を入力し、その入力レベルを高い方から低い方へ順次低下させていき、受信機１１０で復調されるデータのＢＥＲ（ビット誤り率）が規定値に達した時の入力電力Ｐｓで受信感度を規定する。
【０００５】
この測定法は測定用端子の存在を前提にしているが、携帯端末の小型化や低コスト化に伴い、測定用端子を持たないものが増えてくると上記測定法は使えず、受信機の感度を放射で測定しなければならなくなる。
【０００６】
一方、放射測定の場合は、（θ，φ）方向からθ偏波の平面波が電力ＥＩＳθ（θ，φ）で到来した状態で、受信機１１０で復調されるデータのＢＥＲ（ビット誤り率）が規定値に達する時の受信アンテナ１１１から受信機１１０への入力電力がＰｓであったとする。
【０００７】
θ、φの両偏波に対し、このような平面波が全空間から到来する散乱環境（各平面波は異なる方向でインコヒーレントとする）を考え、その中に理想的無指向性アンテナを配置して受信した全電力を空間平均したものをＴＩＳと定義する。
【０００８】
即ち、θ、φの両偏波に対する受信アンテナの動作利得をそれぞれＧθ（θ，φ）、Ｇφ（θ，φ）とすると、θ偏波の平面波の電力ＥＩＳθ（θ，φ）と、φ偏波の平面波の電力ＥＩＳφ（θ，φ）は、以下のように表される。
【０００９】
ＥＩＳθ（θ，φ）＝Ｐｓ／Ｇθ（θ，φ） ……（１）
ＥＩＳφ（θ，φ）＝Ｐｓ／Ｇφ（θ，φ） ……（２）
【００１０】
また、上記定義からＴＩＳは、次式によって表される。なお、以下の式では、θ、φの関数であることを示す（θ，φ）を省略して記載する。
【００１１】
ＴＩＳ
＝４π／｛∫∫［（１／ＥＩＳθ）＋（１／ＥＩＳφ）］sinθdθdφ｝……（３）
【００１２】
つまり、式（１）、（２）のＥＩＳを全空間で測定し、それを式（３）の分母のように積分することでＴＩＳが得られる。
【００１３】
なお、上記技術に関連して、アンテナの３次元ゲインパターンを測定し、その測定結果に基づいてＴＩＳを求める技術が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−２３５９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記のように３次元の式（１）、（２）のＥＩＳを全空間で測定し、それを積分する方式では、測定結果を得るために大変な時間がかかるという問題があった（自動測定システムを用いても通常６時間かかると言われている）。
【００１６】
本発明は、この問題を解決し、ＴＩＳを極めて短時間に測定できるＴＩＳ測定方法および装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１のＴＩＳ測定方法は、
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の一方の焦点の近傍に送信アンテナ（３）を配置し、他方の焦点の近傍に被測定物（１）を配置して、前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置を調整する段階と、
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Ｐthとして求める段階と、
前記求めたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出する段階とを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２のＴＩＳ測定方法は、請求項１記載のＴＩＳ測定方法において、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を求める段階を含み、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３のＴＩＳ測定方法は、請求項２記載のＴＩＳ測定方法において、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐｃ′、ＰＲ′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４のＴＩＳ測定装置は、
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で、金属の壁面で囲まれた閉空間を有し、送信アンテナ３を一方の焦点の近傍位置に支持し、被測定物（１）を他方の焦点の近傍位置に支持する支持手段（５０、５５）を含む結合器（２１）と、
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機（２）と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器（５）と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Ｐthとして求めるしきい値電力測定手段（１９１）と、
前記しきい値電力測定手段によって得られたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出するＴＩＳ算出手段（１９２）とを有していることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５のＴＩＳ測定装置は、請求項４記載のＴＩＳ測定装置において、
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を予め記憶する手段を有し、
前記ＴＩＳ算出手段は、前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６のＴＩＳ測定装置は、請求項５記載のＴＩＳ測定装置において、
前記ＴＩＳ算出手段は、
前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本発明は、楕円球の閉空間の一方の焦点に配置した送信アンテナから放射した電波を、他方の焦点に配置した被測定物に対してほぼ全方向から同位相で集約させて、全空間からの電波を積分したのと同等な状態にして、ビット誤り率が規定値となる時のしきい値電力を求め、そのしきい値電力と、被測定物に代わって基準受信アンテナを配置したときに得られる電力値および送信アンテナと基準受信アンテナについての既知のパラメータとから、被測定物のＴＩＳを算出しているので、従来の３次元積分方式に比べて格段に短時間にＴＩＳを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のＴＩＳ測定方法を説明するための測定系の構成図
【図２】本発明のＴＩＳ測定方法を説明するための校正系の構成図
【図３】本発明のＴＩＳ測定方法の手順の一例を示すフローチャート
【図４】本発明のＴＩＳ測定装置の実施形態の構成図
【図５】要部の内部構造を示す図
【図６】要部の内部構造を示す図
【図７】要部の内部構造を示す図
【図８】ＴＩＳの定義を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
始めに本発明のＴＩＳの測定原理について説明する。
【００２６】
前記したＴＩＳの式（３）の分母は、ゲインを用いて表すと、
（１／Ｐｓ）∫∫（Ｇθ＋Ｇφ）sinθdθdφ……（４）
となる。
【００２７】
ここで、携帯端末などの被測定物の内部の受信アンテナの効率をηr 、その受信アンテナと受信部の間の自由空間中における不整合損失をＬｍ、指向性利得をＧＤθ（θ,φ）、ＧＤφ（θ,φ）とすると、次式（５）が成立する。なお、前記したように、θとφの関数であることを示す（θ,φ）の記載は省略する。
【００２８】
Ｇθ＋Ｇφ＝ηr ・Ｌｍ(ＧＤθ＋ＧＤφ) ……（５）
【００２９】
また、指向性利得については、
∫∫(ＧＤθ＋ＧＤφ)sinθdθdφ＝４π ……（６）
が成立する。
【００３０】
したがって、式（４）は、
（１／Ｐｓ）∫∫（Ｇθ＋Ｇφ）sinθdθdφ
＝（１／Ｐｓ）ηr ・Ｌｍ∫∫(ＧＤθ＋ＧＤφ) sinθdθdφ
＝（１／Ｐｓ）ηr ・Ｌｍ・４π
となり、これを式（３）に代入すれば、
ＴＩＳ＝Ｐｓ／（ηr ・Ｌｍ） ……（７）
が得られる。
【００３１】
上式（７）において、被測定物の自由空間中における不整合損失Ｌｍを既知とすると、ＴＩＳの測定は、被測定物の受信アンテナの放射効率ηrを測定することで得られ、その放射効率ηr は、後述する楕円球型の結合器を用いることで短時間に測定することができる。
【００３２】
次に、楕円球型の結合器を用いてＴＩＳを測定する方法について説明する。
図１は測定系を示す図であり、結合器２１は、楕円をその長軸を中心に回転させて得られる楕円球状の閉空間１２を囲む壁面１１をもち、その壁面１１が電磁波を反射する金属によって形成されている。
【００３３】
この結合器２１は、それを形成する楕円の一方の焦点Ｆ１から放射されて内壁で反射した電波が、同一長の経路を経て他方の焦点Ｆ２に集まるという楕円の幾何学的性質を用いたものであり、焦点位置からみて全方位からの電波がほぼ同位相で集約される、つまり全方位からの電波が積分された状態を模擬することができる。
【００３４】
図１に示した測定系の場合、ビット誤り率（以下、ＢＥＲと記す）を測定するためにデータ信号で変調された測定信号を送信機２から結合器２１の一方の焦点Ｆ１に放射中心をもつ送信アンテナ３にケーブルを介して供給する。このとき送信側の反射係数Γ（被測定物１を測定する場合の反射係数）は既知とする（予め測定しておく）。
【００３５】
また、結合器２１の他方の焦点Ｆ２には、携帯端末のような被測定物１のアンテナ部分を位置させ、その受信信号出力を結合器外部のＢＥＲ測定器５にケーブルを介して入力する。
【００３６】
ここで、予め送信アンテナ３と被測定物１の位置を例えば楕円軸に沿って微調整して、感度最大となるようにしてから、送信機２から測定信号を供給しＢＥＲ測定を行う。
【００３７】
そして、測定信号の供給電力を下げていき、ＢＥＲが規定値に達した時の電力をしきい値電力Ｐthとして求める。
【００３８】
このしきい値電力Ｐthと受信電力Ｐｓとの関係は、次のように表される。
Ｐth・Ｌc・ηt ・Ｌｍ・（１−｜Γ｜２）Ｃ・ηr ＝Ｐｓ ……（８）
ここで、Ｌｃは送信側ケーブル損失、ηt は送信アンテナ効率、Ｃは結合器損失であり、これらは後述の校正系と共通に用いられるパラメータで、演算により除去されるため、既知である必要はない。また、ηr
は被測定物のアンテナ放射効率である。
【００３９】
一方、図２に示す校正系では、送信機２から電力Ｐc′の無変調のキャリア信号を送信アンテナ３に供給し、その出力を基準受信アンテナ６で受信し、その受信電力を電力測定器７によって測定する。なお、このシステムではデータ変調の必要がないので送信機２の代わりにＳＧを用いることもできる。
【００４０】
この校正系では、送信アンテナ３と基準受信アンテナ６の位置を、例えば楕円軸の中心に対して対称に軸に沿って移動させて最大受信電力Ｐr′となるように設定する。
【００４１】
この状態で、送信電力ＰＣ′と最大受信電力ＰＲ′との間には次の関係が成立する。
Ｐc′・Ｌc・ηt
・（１−｜Γ′｜２）Ｃ・ηr′＝Ｐr′ ……（９）
ここで、Γ′は基準受信アンテナ６を測定する場合の送信側の反射係数、ηr′は基準受信アンテナ６の放射効率であり、共に既知とする。
【００４２】
式（８）、（９）の除算により、次の結果が得られる。
ＴＩＳ
＝Ｐｓ／（ηr ・Ｌｍ）
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）Ｐr′］／［Ｐc′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
……（１０）
【００４３】
このように、被測定物１のＴＩＳは、式（１０）の各既知の値により算出することができる。
【００４４】
つまり、図３のフローチャートに示すように、楕円球型の結合器２１を用いた測定系で、予め、一定の送信電力において受信電力が最大となるように送信アンテナ３と被測定物１の位置の微調整を行う（Ｓ１、Ｓ２）。なお、この受信電力が最大になることについての把握は、例えば被測定物１の受信信号レベルを示すデータの出力機能を用いたり、あるいは送信電力の増減変化に追従してＢＥＲの値が変化するような比較的低い送信電力に設定し、ＢＥＲが最小となる（即ち受信電力最大となる）ように位置調整を行う方法が考えられる。
【００４５】
上記位置の微調整の後、ＢＥＲを監視しながら測定信号の供給電力を下げ、ＢＥＲが規定値となった時のしきい値電力Ｐthを求めて記憶する（Ｓ３〜Ｓ５）。
【００４６】
そして、前記した校正系にセットして、送信側の供給電力をＰc′とし、送信アンテナ３と基準受信アンテナ６の位置を微調整して、受信電力を最大Ｐr′とする（Ｓ６、Ｓ７）。
【００４７】
上記処理により、式（１０）の演算に必要な各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′が実測され、その他のパラメータ（Γ、Γ′、ηr′、Ｌｍ）が既知となっていれば、被測定物１のＴＩＳを算出することができる（Ｓ８）。
【００４８】
なお、上記処理のうち校正系の処理Ｓ６、Ｓ７は、使用する送信アンテナ３、基準受信アンテナ６等の構成要素に変化がなければいつ行ってもよく、その結果得られた送信電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′をメモリ（図示せず）に記憶しておき、測定系で得られた電力値とともに用いてＴＩＳを算出すればよい。
【００４９】
次に、上記方法を用いたＴＩＳ測定装置の実施形態を説明する。
【００５０】
図４は、上記測定方法に基づいたＴＩＳ測定装置２０の全体構成を示している。
このＴＩＳ測定装置２０は、前記した結合器２１、送信機２、送信アンテナ３、ＢＥＲ測定器５、測定定制御部１９０を有している。なお、ここでは、校正系で得られたデータは測定定制御部１９０に予め記憶されているものとする。
【００５１】
結合器２１には、楕円球状の閉空間１２を囲む壁面１１と、その閉空間１２内の一方の焦点Ｆ１の位置に送信アンテナ１１のほぼ放射中心位置がくるように支持する手段と、他方の焦点Ｆ２の位置に被測定物１のアンテナ部（あるいは前記した基準受信アンテナ６）の放射中心がくるように支持する手段とが設けられている。また、被測定物１、受信基準アンテナ６の出し入れができるように、閉空間１２を開閉できる構造が必要である。
【００５２】
図５〜図７は、その具体例を示すものであり、結合器２１は、下ケース２２と上ケース２３とに別れた開閉式で、下ケース２２の上板２２ａには、楕円状の穴（図示せず）が形成され、その穴に前記した楕円球状の閉空間１２の下半部の外周形状に沿った形状の内壁２５ａを有する第１の内壁形成体２５が取り付けられている。
【００５３】
第１の内壁形成体２５は、電波を反射する金属板、金属メッシュ板のプレス加工、あるいは合成樹脂の成形品の内壁に金属膜を設ける等して形成され、その上縁には、僅かに外側へ延びて前記穴の外縁と重なるフランジ２６が延設されており、この第１の内壁形成体２５は、フランジ２６部分が下ケース２２の上板２２ａに固定されている。
【００５４】
一方、上ケース２３の下板２３ａにも、楕円形の穴（図示せず）が設けられ、この穴に、第２の内壁形成体３０が装着されている。
【００５５】
第２の内壁形成体３０は、第１の内壁形成体２５と対称な形状を有している。即ち、前記した楕円球状の閉空間１２の上半部の外周形状に沿った形状の内壁３０ａを有し、その開口側の縁部には、僅かに外側へ延びて上ケース２３の前記穴の外縁と重なるフランジ３１が延設され、このフランジ３１部分が下板２３ａに固定されている。
【００５６】
上ケース２３は、下ケース２２に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結されており、上ケース２３を下ケース２２に重なるように閉じてロックしたとき、図５のように、第１の内壁形成体２５のフランジ２６と第２の内壁形成体３０のフランジ３１が全体的に隙間なく面接触して、それぞれの内壁２５ａ、３０ａが連続して、前記した壁面１１で囲まれた楕円球状の閉空間１２が形成される。
【００５７】
なお、下ケース２２と上ケース２３には、閉じたときに、上下の内壁形成体２５、３０がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構（例えば図のようにガイドピン４０とそれを受け入れるガイド穴４１）が形成されている。
【００５８】
また、例えば、図６の（ａ）のように、一方の内壁形成体３０の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ４５を突設させることで、図６の（ｂ）のように他方の内壁形成体２５と合わせられたときに、その弾性リブ４５を内壁形成体２５の開口側の内縁全周に接触させて、内壁形成体２５、３０のフランジ２６、３１の接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。
【００５９】
また、ここでは、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０とがそれぞれ別体になっている例を示しているが、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、および上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０と上板２２とを同一材料で一体に形成してもよい。また、ここでは第１の内壁形成体２５および第２の内壁形成体３０の外周形状を半楕円外周形状にしているが、内壁２５ａ、３０ａが前記した楕円球に沿っていればよく、外側の形状は任意である。
【００６０】
図４、図５、図７に示しているように、第１の内壁形成体２５の開口面上の前記焦点Ｆ１の近傍位置には、前記した閉空間１２内で送信アンテナ３を支持するための送信側支持部５０が設けられ、焦点Ｆ２の近傍位置には、被測定物１や基準受信アンテナ６を支持するための受信側支持部５５が設けられている。
【００６１】
送信側支持部５０は、送信アンテナ３の放射中心が焦点Ｆ１の位置にほぼ一致する状態を基準位置とし、それらを焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸に沿って一定距離（例えば中心波長λに対して±λ／４）移動できる状態で支持するものであり、焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸に沿って移動可能で送信アンテナ３を支持する支持板５１と、支持板５１の下降を防ぐ基台５３および後述するスライド駆動装置１８０により構成されている。なお、これらの各構成部材のうち、結合器２１内部に配置されたものは、電波に対する透過率が高い（比誘電率が１に近い）合成樹脂材により形成されている。
【００６２】
この支持板５１の外側端部には内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５１ａが突設され、その軸部５１ａは、内壁形成体２５の外側に固定されたスライド移動装置１８０に保持されている。
【００６３】
スライド移動装置１８０は、例えば断面凹状に形成され、その中央の溝部で支持板５１の軸部５１ａを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源（例えばモータ）の駆動制御により、支持板５１を軸に沿った方向にスライド移動させる。
【００６４】
なお、信号給電用の同軸ケーブル１６２は、例えば支持板５１の軸部５１ａの内部に貫通する穴を通過している。
【００６５】
また、受信側支持部５５も送信側支持部５１と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成された支持板５６と、支持板５６の下降を防ぐ基台５７、支持板５６の上に被測定物１や基準受信アンテナ６を固定する固定具５８およびスライド移動装置１８１により構成されている。固定具５８は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物１や基準受信アンテナ６を支持板５６の上の所定位置に固定させる。
【００６６】
この支持板５６にも、その外側端部に内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５６ａが突設され、その軸部５６ａは、内壁形成体２５の外側に固定されたスライド移動装置１８１に係合保持されている。
【００６７】
スライド移動装置１８１は、スライド移動装置１８１と同様に構成され、断面凹状に形成されていて、その中央の溝部で支持板５６の軸部５６ａを摺動自在に保持でき、内部に設けられた駆動源（例えばモータ）の駆動制御により、支持板５６を軸に沿った方向にスライド移動させる。
【００６８】
なお、ここでは、二つのスライド移動装置１８０、１８１によってアンテナ間隔を連続的に変化できるようになっているが、例えば、λ／８ステップで離散的に変化させてもよく、自動制御だけでなく手動で位置を変えられるようにしてもよい。
【００６９】
また、受信側支持部５５においても、被測定物１の信号出力コードや基準受信アンテナ６のケーブルを外部に引き出すことができるように例えば支持板５６の軸部５６ａの内部に貫通する穴が形成されている。
【００７０】
この被測定物１の出力信号は、ケーブル１６を介して結合器２１の外部に出力され、ＢＥＲ測定器５に接続される。
【００７１】
そして、測定制御部１９０は、測定系において、送信機２の出力レベルを制御し、ＢＥＲの値を監視し、しきい値電力Ｐthを求め、予め校正系で得られている他の電力値Ｐc′、Ｐr′と、既知のパラメータ（Γ、Γ′、ηr′、Ｌｍ）とに基づいて、式（１０）にしたがって被測定物１のＴＩＳを算出する。
【００７２】
より具体的にいえば、測定制御部１９０は、図４に示しているように、しきい値電力測定手段１９１およびＴＩＳ算出手段１９２を有している。
【００７３】
前記図３のフローチャートに示したように、しきい値電力測定手段１９１は、測定系において、スライド移動装置１８０、１８１の制御で位置調整を行ってから、ＢＥＲが規定値となる測定信号のしきい値電力Ｐthを求める。
【００７４】
また、ＴＩＳ算出手段１９２は、その測定されたしきい値電力Ｐthと、他の電力値を含む既知のパラメータを用いて式（１０）にしたがって、ＴＩＳを算出する。
【００７５】
なお、図３のフローチャートの校正系の処理（Ｓ６、Ｓ７）も、測定制御部１９０が自動で行うようにしてもよい。
【００７６】
このように実施形態のＴＩＳ測定装置２０は、楕円球型の結合器２１を用い、その一方の焦点位置から放射された電波を他方の焦点位置に集合させてあたかも全方位について電波を積分した状態と同等にして得られたしきい値電力に基づいて、被測定物のＴＩＳを求めているので、従来のような３Ｄ積分方式に比べて格段に短時間にＴＩＳを求めることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１……被測定物、２……送信機、３……送信アンテナ、５……ＢＥＲ測定器、６……基準受信アンテナ、７……電力測定器、１１……壁面、１２……閉空間、２０……ＴＩＳ測定装置、２１……結合器、２２……下ケース、２３……上ケース、２５……第１の内壁形成体、２６……フランジ、３０……第２の内壁形成体、５０……送信側支持部、５５……受信側支持部、１００……送信機、１１０……受信機、１１１……受信アンテナ、１８０、１８１……スライド移動装置、１９０……測定制御部、１９１……しきい値電力測定手段、１９２……ＴＩＳ算出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の一方の焦点の近傍に送信アンテナ（３）を配置し、他方の焦点の近傍に被測定物（１）を配置して、前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置を調整する段階と、
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Ｐthとして求める段階と、
前記求めたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出する段階とを含むことを特徴とするＴＩＳ測定方法。
【請求項２】
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を求める段階を含み、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項１記載のＴＩＳ測定方法。
【請求項３】
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐｃ′、ＰＲ′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項２記載のＴＩＳ測定方法。
【請求項４】
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で、金属の壁面で囲まれた閉空間を有し、送信アンテナ３を一方の焦点の近傍位置に支持し、被測定物（１）を他方の焦点の近傍位置に支持する支持手段（５０、５５）を含む結合器（２１）と、
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機（２）と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器（５）と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Ｐthとして求めるしきい値電力測定手段（１９１）と、
前記しきい値電力測定手段によって得られたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出するＴＩＳ算出手段（１９２）とを有していることを特徴とするＴＩＳ測定装置。
【請求項５】
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を予め記憶する手段を有し、
前記ＴＩＳ算出手段は、前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項４載のＴＩＳ測定装置。
【請求項６】
前記ＴＩＳ算出手段は、
前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項５載のＴＩＳ測定装置。
【請求項１】
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面で囲まれた閉空間の一方の焦点の近傍に送信アンテナ（３）を配置し、他方の焦点の近傍に被測定物（１）を配置して、前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置を調整する段階と、
前記送信アンテナに対して前記被測定物が受信可能なビット誤り率測定用の測定信号を供給するとともに、該測定信号を受信した前記被測定物の復調データ信号のビット誤り率を測定できる状態にして前記測定信号の供給電力を変化させ、該ビット誤り率が規定値に達するときの前記測定信号の供給電力をしきい値電力Ｐthとして求める段階と、
前記求めたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出する段階とを含むことを特徴とするＴＩＳ測定方法。
【請求項２】
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信アンテナへの信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を求める段階を含み、
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐc′、Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項１記載のＴＩＳ測定方法。
【請求項３】
前記求めた各電力値Ｐth、Ｐｃ′、ＰＲ′と、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項２記載のＴＩＳ測定方法。
【請求項４】
楕円をその２つの焦点を通る軸を中心に回転して得られる楕円球状で、金属の壁面で囲まれた閉空間を有し、送信アンテナ３を一方の焦点の近傍位置に支持し、被測定物（１）を他方の焦点の近傍位置に支持する支持手段（５０、５５）を含む結合器（２１）と、
前記送信アンテナに前記被測定物が受信可能な測定信号を供給する送信機（２）と、
前記測定信号を受信した被測定物の復調データを受けて、そのビット誤り率を測定するビット誤り率測定器（５）と、
前記送信アンテナから出力された信号が前記被測定物に最大感度で受信されるように前記送信アンテナと前記被測定物の位置が調整された状態で、前記送信機が供給する測定信号の電力を変化させて、前記ビット誤り率測定器によって測定されるビット誤り率が規定値に達したときの供給電力をしきい値電力Ｐthとして求めるしきい値電力測定手段（１９１）と、
前記しきい値電力測定手段によって得られたしきい値電力に基づいて被測定物のＴＩＳを算出するＴＩＳ算出手段（１９２）とを有していることを特徴とするＴＩＳ測定装置。
【請求項５】
前記被測定物の代わりに基準受信アンテナを用い、該基準受信アンテナの受信電力が最大となるように、前記送信アンテナと基準受信アンテナの位置を調整したときの前記送信機の信号供給電力Ｐc′と受信最大電力Ｐr′を予め記憶する手段を有し、
前記ＴＩＳ算出手段は、前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′に基づいて、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項４載のＴＩＳ測定装置。
【請求項６】
前記ＴＩＳ算出手段は、
前記しきい値電力、信号供給電力Ｐc′、受信最大電力Ｐr′、前記被測定物を測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ、前記基準受信アンテナを測定したときの前記送信アンテナの反射係数Γ′、前記基準受信アンテナの既知の放射効率ηr′、前記被測定物の自由空間中における既知の不整合損失Ｌｍとを用い、次式、
ＴＩＳ
＝［Ｐth（１−｜Γ｜２）ＰＲ′］／［ＰＣ′（１−｜Γ′｜２）ηr′・Ｌｍ］
にしたがって、被測定物のＴＩＳを算出することを特徴とする請求項５載のＴＩＳ測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９００４９（Ｐ２０１２−９００４９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４６３１（Ｐ２０１０−２３４６３１）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、総務省、電波資源拡大のための委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、総務省、電波資源拡大のための委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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