(57)【要約】【課題】無線端末装置のアンテナの受信性能を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成する。【解決手段】コンピュータ１０は、受信アンテナ２２の仮想的な移動方向及び移動速度を設定し、第１の無線周波信号の最大ドップラー周波数を計算し、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎから放射される第１の無線周波信号が受信アンテナ２２の周囲でフェージングを含む多重波になるように、第１の無線周波信号の最大ドップラー周波数と散乱体アンテナの角度に基づき第１の無線周波信号の位相を変化させる。コンピュータ１０は、第２の無線周波信号の最大ドップラー周波数を計算し、散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎから放射される第２の無線周波信号が受信アンテナ２２の周囲でフェージングを含む多重波になるように、第２の無線周波信号の最大ドップラー周波数と散乱体アンテナの角度に基づき第２の無線周波信号の位相を変化させる。【選択図】図１
2012078215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象の受信アンテナと、上記受信アンテナの周囲に設けられた複数の散乱体アンテナとを備えたアンテナ評価装置において、上記アンテナ評価装置は、
第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号と、上記第１の搬送波周波数とは異なる第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号とを発生する送信機と、
上記発生された第１及び第２の無線周波信号を分配する分配器と、
上記分配された各第１の無線周波信号の位相を調整し、上記分配された各第２の無線周波信号の位相を調整する高周波回路手段と、
上記高周波回路手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記受信アンテナが所定の仮想的な移動方向に所定の仮想的な移動速度で移動したと仮定する場合の、当該仮想的な移動方向及び当該仮想的な移動速度を設定し、
上記仮想的な移動速度と上記第１の無線周波信号の搬送波周波数とから第１の最大ドップラー周波数を計算し、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第１の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第１のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第１の無線周波信号の位相を、上記第１の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させ、
上記仮想的な移動速度と上記第２の無線周波信号の搬送波周波数とから第２の最大ドップラー周波数を計算し、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第２の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第２のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第２の無線周波信号の位相を、上記第２の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させることを特徴とするアンテナ評価装置。
【請求項２】
上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ評価装置。
【請求項３】
上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と異なることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ評価装置。
【請求項４】
上記アンテナ評価装置は複数の合成器をさらに備え、上記各合成器は、上記高周波回路手段による位相調整後の各第１の無線周波信号のうちのいずれか１つと、上記高周波回路手段による位相調整後の各第２の無線周波信号のうちのいずれか１つとを互いに合成し、
上記複数の散乱体アンテナのうちの少なくとも１つの散乱体アンテナは上記合成後の無線周波信号を放射することを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
【請求項５】
上記アンテナ評価装置は、上記送信機と上記分配器との間に、上記第１及び第２の無線周波信号のうちの少なくとも一方の位相を調整するフェージング手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を制御することにより、上記第１及び第２のフェージングを含む多重波を生成するように、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を協働させて上記各第１及び第２の無線周波信号の位相を変化させることを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
【請求項６】
上記フェージング手段はフェージングシミュレータであることを特徴とする請求項５記載のアンテナ評価装置。
【請求項７】
上記送信機は、
上記第１の搬送波周波数及び上記第２の搬送波周波数を含む周波数範囲を有する第３の無線周波信号を発生する信号発生器と、
上記第３の無線周波信号から、上記第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第１の帯域通過フィルタと、
上記第３の無線周波信号から、上記第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第２の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載のアンテナ評価装置。
【請求項８】
評価対象の受信アンテナと、上記受信アンテナの周囲に設けられた複数の散乱体アンテナとを備えたアンテナ評価装置を用いて、上記受信アンテナを評価するアンテナ評価方法において、
上記アンテナ評価装置は、
第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号と、上記第１の搬送波周波数とは異なる第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号とを発生する送信機と、
上記発生された第１及び第２の無線周波信号を分配する分配器と、
上記分配された各第１の無線周波信号の位相を調整し、上記分配された各第２の無線周波信号の位相を調整する高周波回路手段と、
上記アンテナ評価方法は、
上記受信アンテナが所定の仮想的な移動方向に所定の仮想的な移動速度で移動したと仮定する場合の、当該仮想的な移動方向及び当該仮想的な移動速度を設定するステップと、
上記仮想的な移動速度と上記第１の無線周波信号の搬送波周波数とから第１の最大ドップラー周波数を計算するステップと、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第１の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第１のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第１の無線周波信号の位相を、上記第１の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させるステップと、
上記仮想的な移動速度と上記第２の無線周波信号の搬送波周波数とから第２の最大ドップラー周波数を計算するステップと、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第２の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第２のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第２の無線周波信号の位相を、上記第２の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させるステップとを含むことを特徴とするアンテナ評価方法。
【請求項９】
上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と実質的に同じであることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ評価方法。
【請求項１０】
上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と異なることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ評価方法。
【請求項１１】
上記アンテナ評価装置は複数の合成器をさらに備え、上記各合成器は、上記高周波回路手段による位相調整後の各第１の無線周波信号のうちのいずれか１つと、上記高周波回路手段による位相調整後の各第２の無線周波信号のうちのいずれか１つとを互いに合成し、
上記複数の散乱体アンテナのうちの少なくとも１つの散乱体アンテナは上記合成後の無線周波信号を放射することを特徴とする請求項８記載のアンテナ評価方法。
【請求項１２】
上記アンテナ評価装置は、上記送信機と上記分配器との間に、上記第１及び第２の無線周波信号のうちの少なくとも一方の位相を調整するフェージング手段をさらに備え、
上記アンテナ評価方法は、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を制御することにより、上記第１及び第２のフェージングを含む多重波を生成するように、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を協働させて上記各第１及び第２の無線周波信号の位相を変化させるステップを含むことを特徴とする請求項８記載のアンテナ評価方法。
【請求項１３】
上記フェージング手段はフェージングシミュレータであることを特徴とする請求項１２記載のアンテナ評価方法。
【請求項１４】
上記送信機は、
上記第１の搬送波周波数及び上記第２の搬送波周波数を含む周波数範囲を有する第３の無線周波信号を発生する信号発生器と、
上記第３の無線周波信号から、上記第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第１の帯域通過フィルタと、
上記第３の無線周波信号から、上記第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第２の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項８〜１３のうちのいずれか１つに記載のアンテナ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置のアンテナの性能を評価するためのアンテナ評価装置及び当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの移動通信用無線端末装置が急速に発達している。基地局から無線端末装置に到達する電波は、その伝搬経路の地形や構造物などによる反射、散乱、あるいは回折などにより多重波になり、電波の振幅及び位相は場所によってランダムに変化する。この伝搬経路内を移動しながら基地局からの電波を受信する場合には、電波のマルチパス伝搬によるフェージング（すなわち、瞬時値変動を含む信号レベルの落ち込み）が生じ、この結果、ディジタル方式の通信環境では符号誤りが増大し、伝送品質が大きく劣化する。このように、無線端末装置の通信性能を評価する場合には、電波暗室内での静特性評価はもちろんのこと、多重波伝搬環境中における性能評価を行うことが望ましい。このため、本願の発明者ほかは、特許文献１及び非特許文献１〜４に記載のようなアンテナ評価装置（空間多重波生成装置又はフェージングエミュレータともいう。）を提案してきた。
【０００３】
図１４は、特許文献１記載の従来技術のアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。アンテナ評価装置は、半径ｒの円周上に等間隔に配置された複数の送信アンテナ（以下、散乱体アンテナという。）１２１−１〜１２１−７と、円の中心部付近に配置されたダイバーシチアンテナ等の被測定アンテナ１２２と、これらに接続された制御及び測定装置１００とを備える。制御及び測定装置１００は、ネットワークアナライザ１１１と、分配器１１２と、移相回路１１３と、減衰回路１１４と、Ｄ／Ａコンバータ１１５と、コンピュータ１０１０とを備える。ネットワークアナライザ１１１は無線周波信号を発生し、分配器１１２は、発生された無線周波信号を、散乱体アンテナ１２１−１〜１２１−７の個数に合わせて分配する。移相回路１１３及び減衰回路１１４は、分配された無線周波信号の位相及び振幅を調整し、調整後の無線周波信号は各散乱体アンテナ１２１−１〜１２１−７から放射される。ネットワークアナライザ１１１には、被測定アンテナ１２２で受信された無線周波信号が入力される。コンピュータ１０１０は、ネットワークアナライザ１１１を制御するとともに、Ｄ／Ａコンバータ１１５を介して移相回路１１３の位相調整量と減衰回路１１４の振幅調整量とを制御する。このアンテナ評価装置では、散乱体アンテナ１２１−１〜１２１−７から放射される無線周波信号の振幅と位相を制御することにより、この放射された無線周波信号によって円の中心部付近に構成される多重波伝搬環境（フェージング環境など）の性質を制御する。このとき、円の中心部付近に配置された被測定アンテナ１２２によって、実使用環境中の性能評価を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２７２１３号公報。
【特許文献２】特許第３８１６４９９号公報。
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによる端末アンテナの実効性能評価」、松下テクニカルジャーナル、第５２巻、第５号、７０頁〜７５頁、２００６年１０月。
【非特許文献２】坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによるＭＩＭＯアンテナのチャネル容量測定」、電子情報通信学会２００７年ソサイエティ大会講演論文集、Ｂ−１−９，２００７年９月。
【非特許文献３】坂田勉ほか、「角度スペクトラムが設定可能な端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置」、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第５号、１３頁〜１８頁、２００８年４月。
【非特許文献４】坂田勉ほか、「多重波生成装置による複数クラスター伝搬環境下における端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置によるアンテナの伝送特性評価」、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第４２９号、１２１頁〜１２６頁、２００９年４月。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、２ＧＨｚ帯及び８００ＭＨｚ帯など、複数の異なる周波数帯域で動作可能な無線端末装置のアンテナを評価する場合を考える。このようなアンテナを図１４のアンテナ評価装置で評価するとき、搬送波周波数が異なると最大ドップラー周波数が変化するので、搬送波周波数毎に異なるフェージングを生成する必要がある。従来、被測定アンテナを複数の周波数帯域で同時に評価することが可能であり、このとき、搬送波周波数毎に異なるフェージングを生成することが可能なアンテナ評価装置は存在しなかった。
【０００７】
本発明の目的は、以上の課題を解決し、無線端末装置のアンテナの受信性能を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができるアンテナ評価装置を提供し、また当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係るアンテナ評価装置によれば、
評価対象の受信アンテナと、上記受信アンテナの周囲に設けられた複数の散乱体アンテナとを備えたアンテナ評価装置において、上記アンテナ評価装置は、
第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号と、上記第１の搬送波周波数とは異なる第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号とを発生する送信機と、
上記発生された第１及び第２の無線周波信号を分配する分配器と、
上記分配された各第１の無線周波信号の位相を調整し、上記分配された各第２の無線周波信号の位相を調整する高周波回路手段と、
上記高周波回路手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記受信アンテナが所定の仮想的な移動方向に所定の仮想的な移動速度で移動したと仮定する場合の、当該仮想的な移動方向及び当該仮想的な移動速度を設定し、
上記仮想的な移動速度と上記第１の無線周波信号の搬送波周波数とから第１の最大ドップラー周波数を計算し、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第１の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第１のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第１の無線周波信号の位相を、上記第１の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させ、
上記仮想的な移動速度と上記第２の無線周波信号の搬送波周波数とから第２の最大ドップラー周波数を計算し、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第２の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第２のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第２の無線周波信号の位相を、上記第２の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させることを特徴とする。
【０００９】
上記アンテナ評価装置において、上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と実質的に同じであることを特徴とする。
【００１０】
上記アンテナ評価装置において、上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と異なることを特徴とする。
【００１１】
上記アンテナ評価装置は複数の合成器をさらに備え、上記各合成器は、上記高周波回路手段による位相調整後の各第１の無線周波信号のうちのいずれか１つと、上記高周波回路手段による位相調整後の各第２の無線周波信号のうちのいずれか１つとを互いに合成し、
上記複数の散乱体アンテナのうちの少なくとも１つの散乱体アンテナは上記合成後の無線周波信号を放射することを特徴とする。
【００１２】
上記アンテナ評価装置は、上記送信機と上記分配器との間に、上記第１及び第２の無線周波信号のうちの少なくとも一方の位相を調整するフェージング手段をさらに備え、
上記制御手段は、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を制御することにより、上記第１及び第２のフェージングを含む多重波を生成するように、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を協働させて上記各第１及び第２の無線周波信号の位相を変化させることを特徴とする。
【００１３】
上記アンテナ評価装置において、上記フェージング手段はフェージングシミュレータであることを特徴とする。
【００１４】
上記アンテナ評価装置において、
上記送信機は、
上記第１の搬送波周波数及び上記第２の搬送波周波数を含む周波数範囲を有する第３の無線周波信号を発生する信号発生器と、
上記第３の無線周波信号から、上記第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第１の帯域通過フィルタと、
上記第３の無線周波信号から、上記第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第２の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の態様に係るアンテナ評価方法によれば、
評価対象の受信アンテナと、上記受信アンテナの周囲に設けられた複数の散乱体アンテナとを備えたアンテナ評価装置を用いて、上記受信アンテナを評価するアンテナ評価方法において、
上記アンテナ評価装置は、
第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号と、上記第１の搬送波周波数とは異なる第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号とを発生する送信機と、
上記発生された第１及び第２の無線周波信号を分配する分配器と、
上記分配された各第１の無線周波信号の位相を調整し、上記分配された各第２の無線周波信号の位相を調整する高周波回路手段と、
上記アンテナ評価方法は、
上記受信アンテナが所定の仮想的な移動方向に所定の仮想的な移動速度で移動したと仮定する場合の、当該仮想的な移動方向及び当該仮想的な移動速度を設定するステップと、
上記仮想的な移動速度と上記第１の無線周波信号の搬送波周波数とから第１の最大ドップラー周波数を計算するステップと、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第１の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第１のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第１の無線周波信号の位相を、上記第１の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させるステップと、
上記仮想的な移動速度と上記第２の無線周波信号の搬送波周波数とから第２の最大ドップラー周波数を計算するステップと、
上記高周波回路手段を制御することにより、上記複数の散乱体アンテナから放射される複数の第２の無線周波信号が上記受信アンテナの周囲において第２のフェージングを含む多重波になるように、上記各散乱体アンテナに対応する上記分配された各第２の無線周波信号の位相を、上記第２の最大ドップラー周波数に基づくとともに、上記仮想的な移動方向と上記受信アンテナから上記対応する散乱体アンテナへの方向との間の角度に基づき変化させるステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記アンテナ評価方法において、上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と実質的に同じであることを特徴とする。
【００１７】
上記アンテナ評価方法において、上記受信アンテナから上記第１の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向は、上記受信アンテナから上記第２の無線周波信号を放射する各散乱体アンテナへの方向と異なることを特徴とする。
【００１８】
上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は複数の合成器をさらに備え、上記各合成器は、上記高周波回路手段による位相調整後の各第１の無線周波信号のうちのいずれか１つと、上記高周波回路手段による位相調整後の各第２の無線周波信号のうちのいずれか１つとを互いに合成し、
上記複数の散乱体アンテナのうちの少なくとも１つの散乱体アンテナは上記合成後の無線周波信号を放射することを特徴とする。
【００１９】
上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、上記送信機と上記分配器との間に、上記第１及び第２の無線周波信号のうちの少なくとも一方の位相を調整するフェージング手段をさらに備え、
上記アンテナ評価方法は、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を制御することにより、上記第１及び第２のフェージングを含む多重波を生成するように、上記高周波回路手段及び上記フェージング手段を協働させて上記各第１及び第２の無線周波信号の位相を変化させるステップを含むことを特徴とする。
【００２０】
上記アンテナ評価方法において、上記フェージング手段はフェージングシミュレータであることを特徴とする。
【００２１】
上記アンテナ評価方法において、
上記送信機は、
上記第１の搬送波周波数及び上記第２の搬送波周波数を含む周波数範囲を有する第３の無線周波信号を発生する信号発生器と、
上記第３の無線周波信号から、上記第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第１の帯域通過フィルタと、
上記第３の無線周波信号から、上記第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号のみを通過させて上記分配器に送る第２の帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、無線端末装置のアンテナの受信性能を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができる。本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、無線端末装置のアンテナの受信性能を効率的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５のアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のフェージング回路５１ａの詳細構成を示すブロック図である。
【図９】搬送波周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する２つの無線周波信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【図１０】図９の２つの無線周波信号に、第１の実施形態のアンテナ評価装置によりフェージングを付与したときの周波数スペクトラムを示す図である。
【図１１】（ａ）は、図７の移相回路５４によって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表し、（ｂ）は、図７のフェージング回路５１ａによって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表し、（ｃ）は、図７のフェージング回路５１ｂによって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表す図である。
【図１２】図９の２つの無線周波信号に、第２の実施形態のアンテナ評価装置によりフェージングを付与したときの周波数スペクトラムを示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来技術のアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２５】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。アンテナ評価装置は、受信アンテナ２２と、それを包囲するように配置された複数の散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎとを備える。本実施形態のアンテナ評価装置では、第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号を散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎから受信アンテナ２２に送信し、さらに、第１の搬送波周波数とは異なる第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号を散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎから受信アンテナ２２に送信する。本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２は静止しているにもかかわらず、受信アンテナ２２の移動によって生じるフェージングを第１の無線周波信号と第２の無線周波信号との両方に与えることができる。
【００２６】
アンテナ評価装置において、送信機１１ａは、所定搬送波周波数を有する変調波又は無変調波である第１の無線周波信号を発生して分配器１２ａに送る。分配器１２ａは、発生された第１の無線周波信号を、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎの個数に合わせてＮ個に分配する。分配器１２ａの後段には、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎを含む移相回路１３ａと、減衰器１４ａ−１〜１４ａ−Ｎを含む減衰回路１４ａとが設けられ、各移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎは、分配された各第１の無線周波信号の位相を調整し（好ましくは、各移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎ及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−Ｎは、分配された各第１の無線周波信号の位相及び振幅を調整し）、調整後の第１の無線周波信号は、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎからそれぞれ放射される。送信機１１ｂ、分配器１２ｂ、移相回路１３ｂ及び減衰回路１４ｂもまた、送信機１１ａ、分配器１２ａ、移相回路１３ａ及び減衰回路１４ａと同様に構成される。ただし、送信機１１ｂは、送信機１１ａによって発生される第１の無線周波信号の搬送波周波数とは異なる所定搬送波周波数を有する変調波又は無変調波である第２の無線周波信号を発生する。分配器１２ｂ、移相回路１３ｂ及び減衰回路１４ｂを介して出力された第２の無線周波信号は、散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎからそれぞれ放射される。放射されたＮ個の第１の無線周波信号及びＮ個の第２の無線周波信号は、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎで包囲された中心付近の空間で重ね合わされて多重波になり、受信アンテナ２２に到来する。受信アンテナ２２に到来した無線周波信号はそれぞれ、受信機１６によって測定される。コンピュータ１０は、信号発生器１１ａ，１１ｂを制御し、Ｄ／Ａコンバータ１５ａを介して移相回路１３ａの位相調整量及び減衰回路１４ａの振幅調整量（減衰量）を制御し、Ｄ／Ａコンバータ１５ｂを介して移相回路１３ｂの位相調整量及び減衰回路１４ｂの振幅調整量（減衰量）を制御する。コンピュータ１０はまた、受信機１６から無線周波信号の測定結果（平均受信電力、平均受信電力の累積確率分布、など）を取得する。さらに、信号発生器１１ａ，１１ｂ及び受信機１６は、公知の方法により互いに同期している。
【００２７】
図２は、図１のアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図であり、図３は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図である。図２に示すように、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎは、半径ｒの円周上に所定角度幅で互いに離隔して配置され、同じく散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎは半径ｒの円周上に所定角度幅で互いに離隔して配置され、受信アンテナ２２は、その円の中心部付近に配置される。円の中心に対して散乱体アンテナ２１ａ−１が位置する方向を基準方向の角度φ１＝０として、散乱体アンテナ２１ａ−２が位置する方向を角度φ２とし、散乱体アンテナ２１ａ−３が位置する方向を角度φ３とし、以下同様に配置し、散乱体アンテナ２１ａ−Ｎが位置する方向を角度φＮとする。円周上において、散乱体アンテナ２１ａ−１に対して所定距離ｄ（例えば動作波長の半波長に等しい距離）だけ離して散乱体アンテナ２１ｂ−１を設け、散乱体アンテナ２１ａ−２に対して距離ｄだけ離して散乱体アンテナ２１ｂ−２を設け、散乱体アンテナ２１ａ−３に対して距離ｄだけ離して散乱体アンテナ２１ｂ−３を設け、以下同様に配置し、散乱体アンテナ２１ａ−Ｎに対して距離ｄだけ離して散乱体アンテナ２１ｂ−Ｎを設ける。受信アンテナ２２からみて各散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎと各散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎが実質的に同じ方向にあるので、基地局から移動局への第１の無線周波信号と、第２の無線周波信号が同じ経路を通り、同じ到来波分布を有する多重波伝搬環境を再現できる。
【００２８】
散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎの配置は、図２の配置に限定されるものではなく、受信アンテナ２２の付近に所望の多重波を生成可能であれば任意の配置を用いてもよい。例えば、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎは、円周上で互いに等しい角度幅で配置されてもよい（図３を参照）。
【００２９】
本実施形態のアンテナ評価装置において、コンピュータ１０は、受信アンテナ２２の仮想的な移動方向及び仮想的な移動速度を設定し、仮想的な移動速度と第１の無線周波信号の搬送波周波数とから第１の無線周波信号の最大ドップラー周波数を計算し、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎから放射される複数の第１の無線周波信号が受信アンテナ２２の周囲においてフェージングを含む多重波になるように、各散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎに対応する分配された各第１の無線周波信号の位相を、第１の無線周波信号の最大ドップラー周波数と、仮想的な移動方向及び受信アンテナ２２から対応する散乱体アンテナへの方向の間の角度とに基づき変化させる。コンピュータ１０はさらに、仮想的な移動速度と第２の無線周波信号の搬送波周波数とから第２の無線周波信号の最大ドップラー周波数を計算し、合成後の第２の無線周波信号がフェージングを含む多重波になるように、各散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎから放射される複数の第２の無線周波信号の位相を、第２の無線周波信号の最大ドップラー周波数と、仮想的な移動方向及び受信アンテナ２２から対応する散乱体アンテナへの方向の間の角度とに基づき変化させる。本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２は静止しているにもかかわらず、受信アンテナ２２の移動によって生じるフェージングを第１の無線周波信号と第２の無線周波信号との両方に与えることができる。
【００３０】
以下、本実施形態のアンテナ評価装置がフェージングを含む多重波伝搬環境を生成するときの動作原理について説明する。散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎのアンテナ配置については図２を参照し、散乱体アンテナ２１ａ−１，２１ｂ−１が実質的に同じ角度φ１に位置し、散乱体アンテナ２１ａ−２，２１ｂ−２が実質的に同じ角度φ２に位置し、以下同様に配置され、散乱体アンテナ２１ａ−Ｎ，２１ｂ−Ｎが実質的に同じ角度φＮに位置する場合を想定する。
【００３１】
本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２が移動することによって第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号に生じるフェージングを仮想的に発生させることができる。コンピュータ１０は、Ｎ個の第１の無線周波信号の位相を移相回路１３ａによって独立に瞬時制御することにより、第１の無線周波信号のフェージング特性を制御する。すなわち、各散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎから放射される第１の無線周波信号の位相変化を制御することにより、受信アンテナ２２の付近にフェージング変動（例えばレイリーフェージング、又はその他のフェージング）を有する多重波の重ね合わせを発生させることが可能になる。図２に示すように、受信アンテナ２２が角度φ０の方向に速度ｖで移動する場合を想定する。この場合、ｉ番目の散乱体アンテナ２１ａ−ｉ（１≦ｉ≦N）から放射される第１の無線周波信号に対して移相器１３ａ−ｉにより付与する位相変化量をｐａｉ（ｔ）とすると、次式のように表される。
【００３２】
【数１】
2012078215.tif 000003
【００３３】
ここで、ｆＤ１は、第１の無線周波信号の搬送波周波数をｆ１とするときの最大ドップラー周波数ｖ×ｆ１／ｃであり（ｃは光速）、ｔは時間であり、αａｉは、散乱体アンテナ２１ａ−ｉから放射される第１の無線周波信号に付与される初期位相である。最大ドップラー周波数ｆＤ１は、歩行に相当する値（数Ｈｚ）から、高速移動に相当する値（数百Ｈｚ）まで任意に設定可能である。数１からわかるように、最大ドップラー周波数ｆＤ１の値に依存して、移相器１３ａ−ｉが位相を変化させる速度が変わり、最大ドップラー周波数ｆＤ１が低い場合にはその速度も低い一方、最大ドップラー周波数ｆＤ１が高くなるとその速度も高くなる。仮想的な進行方向の角度φ０は、任意に設定可能である。角度φ０を変化させると、散乱体アンテナ２１ａ−ｉのドップラーシフトの条件も変化し、それに応じて、移相器１３ａ−ｉの位相調整量が変化される。
【００３４】
数１の位相変化量ｐａｉ（ｔ）を用いてフェージングを発生させるとき、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎで包囲された中心付近に発生した多重波は、受信アンテナ２２で受信されたとき次式の受信信号波形Ｓ１（ｔ）を有する。
【００３５】
【数２】
2012078215.tif 000004
【００３６】
ここで、βは伝搬定数である。また、本実施形態では、到来波分布が全方位角にわたって一様であると仮定する。さらに、受信アンテナ２２の放射パターンが無指向性であると仮定する。
【００３７】
同様に、コンピュータ１０は、Ｎ個の第２の無線周波信号の位相を移相回路１３ｂによって独立に瞬時制御することにより、第２の無線周波信号のフェージング特性を制御する。すなわち、各散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎから放射される第２の無線周波信号の位相変化を制御することにより、受信アンテナ２２の付近にフェージング変動（例えばレイリーフェージング、又はその他のフェージング）を有する多重波の重ね合わせを発生させることが可能になる。前述のように受信アンテナ２２が角度φ０の方向に速度ｖで移動する場合、ｉ番目の散乱体アンテナ２１ｂ−ｉ（１≦ｉ≦N）から放射される第２の無線周波信号に対して移相器１３ｂ−ｉにより付与する位相変化量をｐｂｉ（ｔ）とすると、次式のように表される。
【００３８】
【数３】
2012078215.tif 000005
【００３９】
ここで、ｆＤ２は、第２の無線周波信号の搬送波周波数をｆ２とするときの最大ドップラー周波数ｖ×ｆ２／ｃであり、ｔは時間であり、αｂｉは、散乱体アンテナ２１ｂ−ｉから放射される第２の無線周波信号に付与される初期位相である。
【００４０】
数３の位相変化量ｐｂｉ（ｔ）を用いてフェージングを発生させるとき、散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎで包囲された中心付近に発生した多重波は、受信アンテナ２２で受信されたとき次式の受信信号波形Ｓ２（ｔ）を有する。
【００４１】
【数４】
2012078215.tif 000006
【００４２】
このように、本実施形態のアンテナ評価装置では、実際に人が移動することにより生じる各到来方向毎の位相変化を各第２の無線周波信号に予め与えて、受信アンテナ２２の付近に所望の多重波を生成する。この結果、実際には受信アンテナ２２は静止しているにもかかわらず、受信アンテナ２２が移動している際の多重波伝搬環境を発生させることができる
【００４３】
以上の説明では、図２のアンテナ配置を参照し、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎと散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎとが実質的に同じ角度に位置する場合を想定したが、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎと散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎとがそれぞれ異なる角度に位置する場合を想定してもよい。この場合、数１〜数４において、散乱体アンテナの角度φｉを対応する角度に変更する必要がある。
【００４４】
前述のように、受信アンテナ２２が所定の移動速度ｖで移動する際の多重波伝搬環境を発生させる場合、第１の無線周波信号の最大ドップラー周波数はｆＤ１＝ｖ×ｆ１／ｃになり、第２の無線周波信号の最大ドップラー周波数はｆＤ２＝ｖ×ｆ２／ｃになる。従って、第１の無線周波信号と第２の無線周波信号の各搬送波周波数が異なる場合には（ｆ１≠ｆ２）、第１の無線周波信号と第２の無線周波信号の各最大ドップラー周波数を相違させる必要がある（ｆＤ１≠ｆＤ２）。本実施形態のアンテナ評価装置では、第１の無線周波信号の位相を数１に従って変化させ、第２の無線周波信号の位相を数３に従って変化させることにより、第１の無線周波信号と第２の無線周波信号の各搬送波周波数が異なる場合（ｆ１≠ｆ２）であっても、第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号の両方について同時に、受信アンテナ２２が同じ角度φ０の方向に同じ速度ｖで移動する場合のシミュレーションを行うことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２は静止しているにもかかわらず、受信アンテナ２２の移動によって生じるフェージングを第１の無線周波信号と第２の無線周波信号との両方に与えることができる。これにより、本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができる。
【００４６】
散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎは、例えば図１４に示す散乱体アンテナ支持台１０１により、床面から所定高さＨに位置するように設けられる。同様に、受信アンテナ２２は、例えば図１４に示す受信アンテナ支持台１０２により、床面から所定高さＨに位置するように設けられる。第１の無線周波信号として例えば２ＧＨｚ付近の周波数帯域の信号を用い、第２の無線周波信号として例えば８００ＭＨｚ付近の周波数帯域の信号を用いた場合、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎ、及び受信アンテナ２２の床面からの高さＨは１．５ｍに設定され、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎと、受信アンテナ２２との距離（すなわち散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎが配置された円周の半径ｒ）は、１．５ｍに設定される。使用する周波数帯域及びアンテナ配置はこれに限定せず、他の値を用いてもよい。
【００４７】
本実施形態において、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎ、及び受信アンテナ２２はそれぞれ、例えば半波長ダイポールアンテナとして構成されるが、これに限定されるものではない。また、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎ、及び受信アンテナ２２はそれぞれ、例えば床面に対して垂直に設けられ、垂直偏波の電波を送受信するが、このような配置に限定されるものではなく、水平偏波の電波を送受信するように配置されてもよく、又は垂直偏波の電波と水平偏波の電波の組み合わせを送受信するように配置されてもよい。
【００４８】
受信アンテナ２２は、単一の受信アンテナとして、又は複数の受信アンテナのアレーとして構成される。それに代わって、受信アンテナ２２は、第１の無線周波信号のための少なくとも１つの受信アンテナと、第２の無線周波信号のための少なくとも１つの受信アンテナとを別個に備えてもよい。
【００４９】
アンテナ評価装置は、好ましくは電波暗室内に設置され、これにより、天井、床面、壁面などで反射する反射波の影響を直接波に比較して十分小さくすることができる。このとき、受信アンテナ２２の付近において、散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎから放射された直接波のみを含む第１の無線周波信号からなる多重波と、散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎから放射された直接波のみを含む第２の無線周波信号からなる多重波とが生成される。
【００５０】
第１の無線周波信号と第２の無線周波信号とが異なる伝搬経路をたどることを想定し、このため、無線周波信号毎に異なる多重波伝搬環境を生成するために、移相回路１３ａ，１３ｂによって独立に所定の初期位相αａｉ，αｂｉを設定してもよい。
【００５１】
全方位角にわたって一様ではない到来波分布を生成する場合には、減衰回路１４ａ，１４ｂを用いて所望の分布を設定することができる。また、無線周波信号毎に異なる多重波伝搬環境を生成するために、減衰回路１４ａ，１４ｂによって独立に所定の振幅調整量を設定してもよい。それに代わって、構成の簡単化のために、減衰回路１４ａ，１４ｂを省いてもよい。
【００５２】
図４は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。図１の構成では、第１の無線周波信号を発生する送信機１１ａと第２の無線周波信号を発生する送信機１１ｂとを別個に備えていたが、本変形例においては、これらの送信機１１ａ，１１ｂに代えて、第１の無線周波信号の搬送波周波数及び第２の無線周波信号の搬送波周波数を含む周波数範囲にわたって無線周波信号を発生する信号発生器である送信機３１を備えたことを特徴とする。送信機３１で発生された無線周波信号は、分配器３２によって分配されて帯域通過フィルタ３３ａ，３３ｂにそれぞれ送られる。帯域通過フィルタ３３ａは、第１の搬送波周波数を有する第１の無線周波信号のみを通過させて分配器１２ａに送る。帯域通過フィルタ３３ｂは、第２の搬送波周波数を有する第２の無線周波信号のみを通過させて分配器１２ｂに送る。分配器１２ａ，１２ｂ以降の動作は、図１を参照して説明した場合と同じである。本変形例では、アンテナ評価装置内の送信機（信号発生器）を１つの削減できるので、アンテナ評価装置の構成を簡単化し、コストを削減することができる。
【００５３】
図５は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図であり、図６は、図５のアンテナ評価装置のアンテナ配置を示す平面図である。図１の構成では、第１の無線周波信号のための散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎと第２の無線周波信号のための散乱体アンテナ２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎとを別個に備えていたが、本変形例では、これに代えて、第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号のために広帯域の散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎを共用することを特徴とする。本変形例において、各減衰器１４ａ−１〜１４ａ−Ｎから出力された第１の無線周波信号は、合成器４１−１〜４１−Ｎを介して散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎに送られ、受信アンテナ２２に向けて放射される。同様に、各減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−Ｎから出力された第２の無線周波信号は、合成器４１−１〜４１−Ｎを介して散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎに送られ、受信アンテナ２２に向けて放射される。散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎは、例えば図１４に示す散乱体アンテナ支持台１０１により設けられてもよい。一部の散乱体アンテナから第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号のいずれかのみを合成せずに放射し、少なくとも１つ以上の散乱体アンテナから合成された無線周波信号を放射するように構成してもよい。本変型例のアンテナ評価装置によれば、図１の構成に比べて散乱体アンテナの個数を削減することにより、アンテナ評価装置の構成を簡単化し、コストを削減することができる。
【００５４】
第１の実施形態の第２の変形例と第３の変形例の構成を組み合わせてもよく、第２の変形例の散乱体アンテナ２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎに代えて、第３の変形例の散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎ及び合成器４１−１〜４１−Ｎを備えてもよい。
【００５５】
第２の実施形態．
図７は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係るアンテナ評価装置では、異なる搬送波周波数をそれぞれ有する無線周波信号の個数（２個）に等しい個数の移相回路（すなわち複数Ｎ個の移相器からなる回路）及び減衰回路（すなわち複数Ｎ個の減衰器からなる回路）が必要になり、装置が巨大化していた。第２の実施形態のアンテナ評価装置は、第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号のために共通の移相回路５４及び減衰回路５５を使用し、さらにフェージング回路５１ａ，５１ｂを備え、フェージング回路５１ａ，５１ｂと移相回路５４との協働により第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号にフェージングを付与することを特徴とする。
【００５６】
図７を参照すると、送信機１１ａで発生された第１の無線周波信号は、フェージング回路５１ａにおいて所定のフェージングが付与され、次いで合成器５２に送られる。同様に、送信機１１ｂで発生された第２の無線周波信号は、フェージング回路５１ｂにおいて所定のフェージングが付与され、次いで合成器５２に送られる。フェージング回路５１ａ，５１ｂは、ディジタル的にフェージングを生成する（詳細後述）。合成器５２において合成された第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号は、分配器５３によって、散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎの個数に合わせてＮ個に分配される。分配器５３の後段には、移相器５４−１〜５４−Ｎを含む移相回路５４と、減衰器５５−１〜５５−Ｎを含む減衰回路５５とが設けられ、各移相器５４−１〜５４−Ｎは、分配された各無線周波信号の位相を調整し（好ましくは、各移相器５４−１〜５４−Ｎ及び減衰器５５−１〜５５−Ｎは、分配された各無線周波信号の位相及び振幅を調整し）、調整後の無線周波信号は、散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎからそれぞれ放射される。散乱体アンテナ２１−１〜２１−Ｎのアンテナ配置は、図６と同様である。コンピュータ１０は、フェージング回路５１ａ，５１ｂを制御するとともに、Ｄ／Ａコンバータ５５を介して移相回路５４の位相調整量及び減衰回路５５の振幅調整量を制御する。
【００５７】
フェージング回路５１ａ，５１ｂは、例えば特許文献２に開示されるようなフェージングシミュレータに基づいて構成されてもよい。特許文献２には、空間的な広がりを持ったレイリーフェージングを表現することができる３次元モデルを用いたフェージングシミュレータ（送信機と受信機との間にケーブルを接続して使用し、実際の通信環境の時空間特性を模擬的に作り出す装置）が開示されている。以下の説明では、フェージング回路５１ａ，５１ｂが特許文献２のフェージングシミュレータに基づいて構成されたものとする。
【００５８】
図８は、図７のフェージング回路５１ａの詳細構成を示すブロック図である。フェージング回路５１ａは、ＦＩＦＯ型メモリ３０１と、複素乗算器３０２と、ＤＳＰ３０３と、ガウスノイズ発生器３０４と、ドップラースペクトラムフィルタ３０５と、複素乗算器３０６と、合成器３０７とから主に構成される。フェージング回路５１ａの内部はベースバンドで動作するので、フェージング回路５１ａは周波数変換器３２１，３２２をさらに備える。送信機１１ａから入力された無線周波信号は、最初に周波数変換器３２１によって無線周波数（ＲＦ）からベースバンド周波数（ＢＢ）に変換され、ＦＩＦＯ型メモリ３０１に送られる。ＦＩＦＯ型メモリ３０１は、最大パス数Ｎｐ個だけ用意され、ＤＳＰ３０３により制御された遅延量だけ入力信号を遅延させる。複素乗算器３０２は、最大パス数Ｎｐ個だけ用意され、ＦＩＦＯ型メモリ３０１にて遅延された入力信号に対して、ＤＳＰ３０３により制御された複素係数を乗算する。ＤＳＰ３０３は、遅延量設定部３１１と、パス数設定部３１２と、複素係数設定部３１３を備える。遅延量設定部３１１は、遅延時間のパラメータに応じてＦＩＦＯ型メモリ３０１の遅延量を設定する。パス数設定部３１２は、各電波の受信電力の大きさに基づいて、複数のパスを利用してレイリーフェージングを表現する電波（以下、「第１電波」という）とドップラースペクトラムフィルタ３０５でフィルタリングしてレイリーフェージングを表現する電波（以下、「第２電波」という）とを選別し、第１電波に割り当てるパス数を設定する。また、パス数設定部３１２は、第２電波について、最大ドップラー周波数をドップラースペクトラムフィルタ３０５に出力する。複素係数設定部３１３は、第１電波について、受信電力、位相及び最大ドップラー周波数のパラメータに基づいて複素乗算器３０２の複素係数を設定する。ガウスノイズ発生器３０４は、ガウスノイズを発生させて、ドップラースペクトラムフィルタ３０５に出力する。ドップラースペクトラムフィルタ３０５は、最大ドップラー周波数に応じた広がりを持つように、ガウスノイズをフィルタリングする。複素乗算器３０６は、最大パス数Ｎｐ個だけ用意され、各複素乗算器３０２の出力信号に、ドップラースペクトラムフィルタ３０５のフィルタリングによって得られた複素係数を乗算する。合成器３０７は、各複素乗算器３０６の出力信号を合成する。合成された信号は、周波数変換器３２２によってベースバンド周波数（ＢＢ）から無線周波数（ＲＦ）に変換され、合成器５２に送られる。これにより、入力信号をマルチパス化し、それぞれのパスに対して位相回転とレベル制御を行うことができ、実際の通信環境の時空間特性を模擬的に作り出すことができる。他方のフェージング回路５１ｂもフェージング回路５１ａと同様に構成される。
【００５９】
以下、図９〜図１２を参照して、本実施形態のアンテナ評価装置におけるフェージングの生成について説明する。
【００６０】
図９は、搬送波周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号の周波数スペクトラムを示す図である。図９は、フェージングがかかっていない第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号の周波数スペクトラムを示す。実際の変調信号であれば単一の周波数成分だけでなく所定帯域幅にわたる周波数成分を持つが、簡易化のために、第１の無線周波信号の中心周波数ｆ１及び第２の無線周波信号の中心周波数ｆ２のみを表す。
【００６１】
図１０は、図９の２つの無線周波信号に、第１の実施形態のアンテナ評価装置によりフェージングを付与したときの周波数スペクトラムを示す図である。受信アンテナ２２が速度ｖで移動する場合を想定する。搬送波周波数ｆ１，ｆ２における波長をλ１，λ２と表すとき、搬送波周波数ｆ１及びｆ２の最大ドップラー周波数はそれぞれ、ｆＤ１＝ｖ／λ１及びｆＤ２＝ｖ／λ２になる。図９に示すようにｆ１＜ｆ２のとき、ｆＤ１＜ｆＤ２になる。フェージングを受けると、最大ドップラー周波数に応じて無線周波信号の帯域が増加する。
【００６２】
図１１（ａ）は、図７の移相回路５４によって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表し、図１１（ｂ）は、図７のフェージング回路５１ａによって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表し、図１１（ｃ）は、図７のフェージング回路５１ｂによって付与されるフェージングの周波数スペクトラムを表す図である。移相回路５４は、無線周波信号（例えば中心周波数ｆ０を有する）が通過するとき、通過する無線周波信号にフェージングを付与し、最大ドップラー周波数ｆＤ１０に応じて無線周波信号の帯域を増加させる。同様に、フェージング回路５１ａ，５１ｂは、無線周波信号（例えば中心周波数ｆ０を有する）が通過するとき、通過する無線周波信号にフェージングを付与し、それぞれ最大ドップラー周波数ｆＤ１１，ｆＤ１２に応じて無線周波信号の帯域を増加させる。好ましくは、フェージング回路５１ａ，５１ｂによってそれぞれ付与されるフェージングの最大ドップラー周波数ｆＤ１１，ｆＤ１２は、移相回路５４によって付与されるフェージングの最大ドップラー周波数ｆＤ１０の約１／１０以下に設定される。本実施形態のアンテナ評価装置では、フェージング回路５１ａ，５１ｂと移相回路５４との協働により第１の無線周波信号及び第２の無線周波信号にフェージングを付与するとき、主に移相回路５４によってフェージングを付与し、フェージング回路５１ａ，５１ｂは、移相回路５４によって付与されるフェージングを調整するために使用される。
【００６３】
図１２は、図９の２つの無線周波信号に、第２の実施形態のアンテナ評価装置によりフェージングを付与したときの周波数スペクトラムを示す図である。第１の無線周波信号のフェージングは、フェージング回路５１ａと移相回路５４との協働により付与され、すなわち、各最大ドップラー周波数は、ｆＤ１＝ｆＤ１０＋ｆＤ１１を満たすように設定される。同様に、第２の無線周波信号のフェージングは、フェージング回路５１ｂと移相回路５４との協働により付与され、すなわち、各最大ドップラー周波数は、ｆＤ２＝ｆＤ１０＋ｆＤ１２を満たすように設定される。前述のように最大ドップラー周波数ｆＤ１１，ｆＤ１２が最大ドップラー周波数ｆＤ１０の約１／１０以下に設定されるとき、図１２の周波数スペクトラムは、図１０の周波数スペクトラムに極めて近い形状になる。
【００６４】
なお、フェージング回路５１ａ，５１ｂのうちいずれか１つを削減してもよい。フェージング回路を削除した側の無線周波信号のフェージングは、移相回路５４のみで与える。すなわち、フェージング回路５１ｂを削除するのであれば、ｆＤ１＝ｆＤ１０＋ｆＤ１１、ｆＤ２＝ｆＤ１０（あるいは、逆にフェージング回路５１ａを削除するのであれば、ｆＤ１＝ｆＤ１０、ｆＤ２＝ｆＤ１０＋ｆＤ１２）を満たすように各最大ドップラー周波数を設定する。このような構成によれば、アンテナ評価装置の構成を簡単化し、コストを削減することができる。
【００６５】
本実施形態のアンテナ評価装置は、第１の実施形態のアンテナ評価装置と同様に、受信アンテナ２２は静止しているにもかかわらず、受信アンテナ２２の移動によって生じるフェージングを第１の無線周波信号と第２の無線周波信号との両方に与えることができる。これにより、本実施形態のアンテナ評価装置は、受信アンテナ２２を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができる。本実施形態のアンテナ評価装置によれば、図１の構成に比べて散乱体アンテナ、減衰器及び移相器の個数を削減したことにより、アンテナ評価装置の構成を簡単化することができる。
【００６６】
図１３は、本発明の第２の実施形態の変形例に係るアンテナ評価装置の構成を示すブロック図である。本変形例のアンテナ評価装置は、図４及び図７の構成の組み合わせである。本変形例のアンテナ評価装置によれば、アンテナ評価装置の構成を簡単化し、コストを削減することができる。
【００６７】
送信機によって発生される無線周波信号は２つに限定されず、３つ以上の送信機を用いて３つ以上の無線周波信号を発生し、発生された無線周波信号にそれぞれフェージングを付与するように構成してもよい。また、図４の分配器３２に代えて、入力された無線周波信号を３つ以上の無線周波信号に分配する分配器を使用し、分配された無線周波信号にそれぞれフェージングを付与するように構成してもよい。これにより、３つ以上の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができるアンテナ評価装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上説明した本発明のアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、無線端末装置のアンテナの受信性能を評価する際に、複数の周波数帯域で同時に多重波伝搬環境を生成することができる。本発明のアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法は、複数の周波数帯域を使用し、通信中に周波数帯域を切り換え可能な無線端末装置の評価、又は、複数の無線通信システム（例えば、ＧＳＭ及びＷ−ＣＤＭＡ、など）を使用し、通信中に無線通信システムを切り換え可能な無線端末装置の評価に使用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０…コンピュータ、
１１ａ，１１ｂ…送信機、
１２ａ，１２ｂ…分配器、
１３ａ，１３ｂ…移相回路、
１３ａ−１〜１３ａ−Ｎ，１３ｂ−１〜１３ｂ−Ｎ…移相器、
１４ａ，１４ｂ…減衰回路、
１４ａ−１〜１４ａ−Ｎ，１４ｂ−１〜１４ｂ−Ｎ…減衰器、
１５ａ，１５ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、
１６…受信機、
２１ａ−１〜２１ａ−Ｎ，２１ｂ−１〜２１ｂ−Ｎ，２１−１〜２１−Ｎ…散乱体アンテナ、
２２…受信アンテナ、
３１…送信機、
３２…分配器、
３３ａ，３３ｂ…帯域通過フィルタ、
４１−１〜４１−Ｎ…合成器、
５１ａ，５１ｂ…フェージング回路、
５２…合成器、
５３…分配器、
５４…移相回路、
５４−１〜５４−Ｎ…移相器、
５５…減衰回路、
５５−１〜５５−Ｎ…減衰器、
５６…Ｄ／Ａコンバータ、
３０１…ＦＩＦＯ型メモリ、
３０２，３０６…複素乗算器、
３０３…ＤＳＰ、
３０４…ガウスノイズ発生器、
３０５…ドップラースペクトラムフィルタ、
３０７…合成器、
３１１…遅延量設定部、
３１２…パス数設定部、
３１３…複素係数設定部、
３２１，３２２…周波数変換器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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