(57)【要約】【課題】ＲＦ入出力回路基板の吸湿により発生する伝送損失を低減可能な端末テスタを提供する。【解決手段】Ｄ／Ａコンバータ１１０の後段側には、Ａ系とＢ系を切り替える切替器１０９が設けられている。Ａ系にはアンプ１０８が接続されており、Ｂ系には基準ストリップラインＬｒ１３４の一端が接続され、他端にはレベル検出器１３８が接続されている。レベル検出器１３８で検出された電力レベルは、レベル校正制御部１４２に送信される。レベル校正制御部１４２は、温度センサ１３２と、補正テーブル１４０と、を有し、Ｄ／Ａコンバータ１１０、湿度補正器１１２，１２８、温度補正器１１４，１３０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ／Ａコンバータにて変換されたＲＦ信号を送信線路を通じて携帯通信端末に出力する送信回路と、携帯通信端末から出力されたＲＦ信号を受信線路を通じてＡ／Ｄコンバータにて変換する受信回路と、を含む端末テスタにおいて、
送信回路は、
Ｄ／Ａコンバータと送信線路との間に設けられた切替器と、
一端が切替器に接続された電力測定用の基準線路と、
基準線路の他端に接続され、電力を検出する電力検出器と、
その電力から算出された補正値に基づいてＤ／Ａコンバータから出力されるＲＦ信号値を補正する出力補正器と、
を有し、
受信回路は、
Ａ／Ｄコンバータにて取得したＲＦ信号値を前記補正値に基づいて補正する入力補正器を有し、
湿度により変化する送信回路と受信回路との伝送損失を前記補正値に基づいて補正することを特徴とする端末テスタ。
【請求項２】
請求項１に記載の端末テスタにおいて、
送信回路は、さらに、
検出された電力から、送信回路と受信回路とが設けられた基板の吸湿を誘電正接として算出し、周波数毎の補正値が記録された補正テーブルを作成するレベル校正制御部を有することを特徴とする端末テスタ。
【請求項３】
請求項２に記載の端末テスタにおいて、
レベル校正制御部は、記録した補正テーブルに基づいて出力補正器と入力補正器との補正をおこなうことを特徴とする端末テスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯通信端末の性能を測定する端末テスタにおいて、ＲＦ入出力回路基板の伝送損失を補正する端末テスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＨＳ等の通信機器では、さまざまな温度環境で所望の周波数特性が得られるように発振回路等において温度補償型発振器が用いられている（特許文献１）。
【０００３】
図７には、従来より用いられている端末テスタのＲＦ入出力回路２００が示されている。ＲＦ入出力回路は、ＲＦ信号の送信回路とＲＦ信号の受信回路とを含んでいる。ＲＦ入出力回路２００は、Ｄ／Ａコンバータ２１０とＡ／Ｄコンバータ２２６を境界にしてアナログ系と温度補正器２１４，２３０を含むデジタル系に分けられる。アナログのＲＦ回路は、アンプ２０８と、Ｌ２長さのストリップライン２０６と、アッテネータ２０４と、Ｌ１長さのストリップライン２０２と、アッテネータ２２０と、Ｌ３長さのストリップライン２２２と、アンプ２２４と、を有している。
【０００４】
次に、処理の概要を示す。温度センサ２３２は、ＲＦ入出力回路２００の平均温度となる位置に配置され、測定した温度データを温度補正制御部２３４に出力する。温度補正制御部２３４は、予め記録されている出力周波数毎の温度と出力のテーブルを用いて送信部からのデジタルデータを温度補正器２１４にて補正する。温度補正されたデジタルデータは、Ｄ／Ａコンバータ２１０にてＲＦ信号に変換され後段のアナログのＲＦ回路に送られる。ＲＦ信号は、アンプ２０８からストリップライン２０２を流れて図示しない携帯通信端末が接続されている送受信ポートへ送信される。
【０００５】
携帯通信端末から送信されたＲＦ信号は、送受信ポートから、アッテネータ２２０、Ｌ３長さのストリップライン２２２、アンプ２２４を介してＡ／Ｄコンバータ２２６に送信される。Ａ／Ｄコンバータ２２６にてＲＦ信号からデジタルデータに変換され、温度補正器２３０へ送信される。温度補正器２３０は、温度補正制御部２３４からの補正指令に基づいて補正をおこない、後段の受信部へ送信する。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６３７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通信機器の性能を測定する端末テスタは、その性格上、通信機器以上の精度が要求されている。図７に示した従来のＲＦ入出力回路２００では、周波数毎の温度と出力は補正可能であるが、湿度の変化に対しては補正することができず、従来より湿度の影響を受けにくい良質のＰＣＢ基板、たとえば、テフロン（登録商標）基板を用いるなどの対策がとられていた。
【０００８】
しかし、テフロン（登録商標）基板などの良質な材料を用いれば湿度の影響を小さくすることは可能であるが、コストアップとなる。また、基板上のパターン長が長いと少なからず影響があるため回路設計にも制限が出てくる。
【０００９】
図２には、湿度と損失誤差の関係が示されている。図の縦軸には損失誤差、横軸には、下から周囲湿度、ＰＣＢ水分量、ＰＣＢ誘電正接などを示している。湿度変化による影響は、周囲湿度の上昇により、ＰＣＢの吸湿が発生し、誘電正接が上昇することによりストリップラインの損失が増加する。この変化は、周波数が高いほど大きくなる。
【００１０】
図３には、周囲湿度の変化とＰＣＢ基板の損失誤差との関係が示されている。図には、縦軸に損失誤差、横軸に時間変化を示し、例えば、加湿開始から約２４時間遅れてゆっくりと飽和する。湿度計による補正をおこなう案もあるが、湿度計の測定値とＰＣＢ基板の湿度変化では変化時間が異なるため、湿度計の値を補正値に使うことが難しいという問題がある。
【００１１】
加湿前の校正時に、例えば、誘電正接ｔａｎδが０．００５であったものが、加湿開始から約２４時間後に、例えば０．０１に増加した場合、基板上の単位長１００ｍｍ（１０ｃｍ）、周波数２．２ＧＨｚのときの損失は０．１ｄＢとなる。送受信回路の２５０ｍｍのストリップラインに換算すると０．２５ｄＢの誤差となり、測定器としては好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上のような問題を解決するために、本発明に係る端末テスタは、Ｄ／Ａコンバータにて変換されたＲＦ信号を送信線路を通じて携帯通信端末に出力する送信回路と、携帯通信端末から出力されたＲＦ信号を受信線路を通じてＡ／Ｄコンバータにて変換する受信回路と、を含む端末テスタにおいて、送信回路は、Ｄ／Ａコンバータと送信線路との間に設けられた切替器と、一端が切替器に接続された電力測定用の基準線路と、基準線路の他端に接続され、電力を検出する電力検出器と、その電力から算出された補正値に基づいてＤ／Ａコンバータから出力されるＲＦ信号値を補正する出力補正器と、を有し、受信回路は、Ａ／Ｄコンバータにて取得したＲＦ信号値を前記補正値に基づいて補正する入力補正器を有し、湿度により変化する送信回路と受信回路との伝送損失を前記補正値に基づいて補正することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る端末テスタにおいて、送信回路は、さらに、検出された電力から、送信回路と受信回路とが設けられた基板の吸湿を誘電正接として算出し、周波数毎の補正値が記録された補正テーブルを作成するレベル校正制御部を有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明に係る端末テスタにおいて、レベル校正制御部は、記録した補正テーブルに基づいて出力補正器と入力補正器との補正をおこなうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を用いると、周囲湿度を測定するのではなくＰＣＢの吸湿から補正値を算出するため、変化時間によらず入出力レベル誤差を補正することが可能となる。さらに、高価な材質を用いなくても、既存の基板に簡易な設計変更を施すことで、入出力レベルの誤差補正が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１７】
図１には、湿度補正が可能なＲＦ入出力回路１００を示す。なお、図７で説明した構成と同一あるいは対応する部材には符号から１００を減算して示し、詳細な説明は省略する。送信部から送られた信号は、温度補正器１１４と、湿度補正器１１２と、を通過してＤ／Ａコンバータ１１０に送られる。Ｄ／Ａコンバータ１１０の後段側には、Ａ系とＢ系を切り替える切替器１０９が設けられている。Ａ系にはアンプ１０８が接続されており、Ｂ系には基準ストリップラインＬｒ１３４の一端が接続され、他端にはレベル検出器１３８が接続されている。レベル検出器１３８で検出された電力レベルは、レベル校正制御部１４２に送信される。レベル校正制御部１４２は、温度センサ１３２と、補正テーブル１４０と、を有し、Ｄ／Ａコンバータ１１０、湿度補正器１１２，１２８、温度補正器１１４，１３０を制御する。
【００１８】
図４には、ＲＦ入出力回路１００における回路パターンの一例を示す。ＲＦ入出力回路１００を囲むシールドパターン１５０は、図示しないシールドケースを固定するためのスルーホールを有している。シールドケースの内部には、送信回路と受信回路とが配置されている。送信回路には、Ｄ／Ａコンバータ１１０と、切替器１０９と、アンプ１０８と、アッテネータ１０４と、が含まれる。また、受信回路には、アッテネータ１２０と、アンプ１２４と、Ａ／Ｄコンバータ１２６と、が配置されている。また、切替器１０９とレベル検出器１３８との間に配置されているＲｅｆストリップラインは、ＴｘやＲｘなどのストリップラインに対し十分長くなるようにジグザグに配置されている。
【００１９】
図５には、工場出荷時における送信信号（以下、Ｔｘと略す。）校正の処理の流れを示すフローチャートが示されている。この処理は、送受信ポートにおける絶対電力をレベル校正制御部１４２に覚え込ませる処理である。以下、図５と図１を用いて処理の流れを示す。
【００２０】
最初に、操作者は送受信ポートに図示しないパワーメータを接続し、プログラムを起動する。図５のステップＳ１０において、レベル校正制御部１４２は、切替器１０９をＡ系に接続する。次に、レベル校正制御部１４２は温度センサ１３２からＰＣＢ基板の温度を測定し、例えば室温範囲内であるかを判定する（ステップＳ１２）。もし、範囲内であれば周波数ステップ毎の電力測定を行う（ステップＳ１４）。周波数範囲は、例えば１００ＭＨｚステップで８００ＭＨｚ〜２．２ＧＨｚである。
【００２１】
レベル校正制御部１４２はＤ／Ａコンバータ１１０に出力周波数と電力レベル（ＤＡｎ＋ΔＤＡｎ）を設定する（ステップＳ１６）。次に、パワーメータで電力レベル（Ｐｎ＿ｍｅｓ）を測定し、期待値との差を求め（Ｐｎ＿ｅｒｒ＝Ｐｎ＿ｅｘｐ−Ｐｎ＿ｍｅｓ）、Ｐｎ＿ｅｒｒが許容差内であれば処理を進める（ステップＳ２０）。もし、許容差外と判定されると、ステップＳ１８にてＰｎ＿ｅｒｒをΔＤＡｎに代入して次のステップに移る。ステップＳ１４〜Ｓ２２において、最終周波数まで繰り返しを判定し、処理を継続する。
【００２２】
ステップＳ２２において、最終周波数まで測定が終了した場合は、ステップＳ２４の基準信号（以下、Ｒｅｆと略す。）校正の処理を実行する。ステップＳ２４において、レベル校正制御部１４２は、切替器１０９をＢ系に切り替える。ステップＳ２６において、Ｄ／Ａコンバータ１１０に基準レベルＤＡ値（ＤＡｒｃ）を設定する。ステップＳ２８において、レベル検出器１３８で電力レベルを測定する（Ｐｒｃ（Ｖ））。ステップＳ３０において、ｆ１Ｐ１〜ｆｎＰｎにおけるＤＡ値及びＰｒｃを補正テーブルに記録して処理を終了する。最後に操作者はパワーメータを取り外す。
【００２３】
次に、補正方法の概要を（式１）と（式２）を用いて示す。上述したように、最初に損失測定用の基準ストリップラインＬｒとレベル検出器を用い、ＰＣＢ基板の吸湿による損失量を測定する。次に、基準ストリップラインＬｒでの損失量から送信側損失と受信側損失とを算出し、湿度補正テーブルに展開する。具体的には、（式１）と（式２）に示すように構成湿度環境での基準レベル測定値Ｐｒｃ、使用湿度環境での基準レベル測定値Ｐｒｍから単位長あたりの損失を求め、送信長・受信長あたりの損失に換算する。（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はストリップライン長）
【００２４】
送信側損失[dB]= ( L1 + L2 ) * ( Prm - Prc ) / Lr・・・（式１）
【００２５】
受信側損失[dB]= ( L1 + L3 ) * ( Prm - Prc ) / Lr・・・（式２）
【００２６】
図６には、Ｔｘ校正処理の校正結果をもとにしてＲｅｆストリップラインにどれだけ損失が発生したかを測定し、全周波数に対し損失係数を乗算する補正処理の流れが示されている。ステップＳ４０において、レベル校正制御部１４２は、切替器１０９をＢ系に接続する。次に、レベル校正制御部１４２は温度センサ１３２からＰＣＢ基板の温度（ｔ）を測定する（ステップＳ４２）。
【００２７】
ステップＳ４４において、Ｄ／Ａコンバータ１１０にＤＡｒｍ＋ΔＤＡｔ（温度補正係数）を設定する。次に、ステップＳ４６において、レベル検出器１３８でレベルを測定する（Ｐｒｍ（Ｖ））。ステップＳ４８において、単位長損失（（Ｐｒｍ−Ｐｒｃ）／Ｌｒ）から送信側損失、受信側損失の係数を求める。最後に、ステップＳ５０において、ｆ１Ｐ１からｆｎＰｎにおけるＤＡ値のテーブルに補正係数を乗算する。以上で処理を終了する。
【００２８】
なお、受信信号（以下、Ｒｘと略す。）の校正も送受信ポートの絶対電力におけるＡＤ値を覚え込ませる処理であるが、上述のアルゴリズムと同一なので説明を省略する。
【００２９】
以上、述べたように、本実施形態を用いることにより、周囲湿度を測定することなくＰＣＢ基板の吸湿から補正値を算出するため、変化時間によらず入出力レベル誤差を補正することが可能となる。
【００３０】
さらに、温度補償と湿度補償をレベル校正制御部で制御することにより精度の高い補正が可能となる。本実施形態では、手動による校正実行の他に、例えば４時間〜１２時間おきに自動校正する機能を有している。
【００３１】
なお、本実施形態に限らず、基準ストリップラインＬｒ１３４をさらに長くすることや、基準信号周波数を高くすることなどの変更を加えることでより感度の高い測定が可能であることはいうまでもない。さらに、レベル検出器１３８とＡ／Ｄコンバータ１２６を併用することにより、コストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る端末テスタのＲＦ入出力回路の構成図である。
【図２】ＰＣＢ基板における湿度と損失誤差の関係を示す模式図である。
【図３】周囲湿度の変化とＰＣＢ基板の損失誤差との関係を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係るＲＦ入出回路回路パターンの一例を示したパターン図である。
【図５】本実施形態に係るＴｘ校正処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】本実施形態に係るＴｘ使用時における補正処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】従来の端末テスタにおけるＲＦ入出力回路の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００，２００  ＲＦ入出力回路、１０２，２０２  Ｌ１ストリップライン、１０６，２０６  Ｌ２ストリップライン、１０４，１２０  アッテネータ、１０８，１２４  アンプ、１０９  切替器、１１０，２１０  Ｄ／Ａコンバータ、１２２，２２２  Ｌ３ストリップライン、１２６，２２６  Ａ／Ｄコンバータ、１３２，２３２  温度センサ、１３８  レベル検出器、１４０  補正テーブル、１４２  レベル校正制御部、１５０  シールドパターン、２０４，２２０  アッテネータ、２０８，２２４  アンプ、２１４，２３０  温度補正器、２３４  温度補正制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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