JP7632958B2

JP7632958B2 - 測定装置、測定方法、及び測定プログラム

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Publication number: JP7632958B2
Application number: JP2021142775A
Authority: JP
Inventors: 大史岩本
Original assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2025-02-19
Anticipated expiration: 2041-09-01
Also published as: US20230067278A1; US12111380B2; JP2023035724A

Description

本開示は、測定装置、測定方法、及び測定プログラムに関する。

従来、携帯電話や車両等の対象に搭載された通信システムから発せられる電波をアンテナで受信し、受信した受信電波に基づいて通信システムの通信性能を測定するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。測定対象が大きい場合、測定システムを大型化し、測定システムが備える可動部によってアンテナを移動させながら電波を受信することが行われている。また、機構の歪みを検出する歪み検出装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特表２０１９－５０５７６８号公報特開平５－３０２８１７号公報

しかしながら、例えば非金属素材からなる測定機構を備える大型の測定システムの場合、測定機構に歪みが生じてしまう場合がある。検出装置は、歪みを検出するためにレーザ光を照射し歪みを検出するが、これまでの測定システムに歪み検出装置を適用すると、レーザ光による歪み検出装置は測定対象である電波の反射物となるため、レーザ光による歪み検出装置は測定の妨げになってしまい、通信システムの通信性能を高精度に測定することは困難であった。すなわち、電波を測定する測定装置が大型の測定機構を備える場合、機構の歪みを検出することについて改善の余地がある。

本開示は、測定機構の歪みを算出し、通信システムの通信性能を高精度な測定を行うことができる測定装置、測定方法、及び測定プログラムを提供する。

本開示に係る測定装置は、第１の対象から発信される第１の対象電波を受信するアンテナと、前記アンテナを支える支持部と、を備える測定機構において、受信された前記第１の対象電波に対して、当該支持部において生じる歪みに基づいて、補正した補正結果を出力する。測定装置は、第１の取得部と、算出部と、第２の取得部と、補正部と、を備える。第１の取得部は、前記アンテナ、及び第１の対象の基準の位置関係に基づいて、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する。算出部は、前記第１の受信電波位相に基づいて、前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する。第２の取得部は、前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する。補正部は、前記算出部により算出された前記受信理想電波位相と第２の取得部により取得された前記第２の受信電波位相との差を示す位相差から算出される前記支持部の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する。

本開示に係る測定装置、測定方法、及び測定プログラムによれば、測定機構の歪みを算出し、通信システムの通信性能を高精度な測定を行うことができる。

図１は、第１の実施形態に係る測定システムの一例を示す模式図である。図２は、第１の実施形態に係る測定装置の一例を示すハードウェア構成図である。図３は、第１の実施形態に係る測定装置の一例を示す機能ブロック図である。図４は、第１の実施形態に係るアンテナと対象との距離情報の一例を説明する図である。図５は、第１の実施形態に係る測定装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態に係る測定装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、第２の実施形態に係るアンテナと対象との位置座標の一例を説明する図である。図８は、第２の実施形態に係る測定装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９は、第２の実施形態に係る測定装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本開示に係る測定装置、測定方法、及び測定プログラムの実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の測定システム１の一例を示す模式図である。測定システム１は、測定装置１０と、測定機構２０と、基準波源４０と、を備える。

測定システム１は、対象に搭載された通信システム３０の通信性能を測定するためのシステムである。

対象とは、対象電波を発信するものである。対象は、通信システム３０を搭載可能な物であればよい。対象は、例えば、車両Ｔ、飛行機等の飛翔体、船舶、建物等の建造物、携帯端末、パーソナルコンピュータ等の電子機器等である。本実施形態では、対象が車両Ｔである形態を一例として説明する。

通信システム３０は、無線により測定対象電波５２を発信する電波発信機である。言い換えると、通信システム３０は、空中に測定対象電波５２を発信する電波発信機である。通信システム３０は、例えば、コードレスの電話機器、Ｗｉ－Ｆｉ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ）ルータ等の無線通信機、レーダ発信機等である。また、通信システム３０は、例えば、追跡、検出、または通信等に用いられる各種の発信機である。

測定対象電波５２は、通信システム３０から無線により発信される電波である。測定対象電波５２は、本実施形態の測定システム１における測定対象となる電波である。測定対象電波５２は、ミリ波、マイクロ波、極超電波、超電波、短波、中波、及び長波、の何れであってもよい。ミリ波は、２６ＧＨｚ以上の周波数帯のミリ波周波数帯域の電波である。ミリ波は、５Ｇ（第５世代移動通信システム）等の移動通信システム、車両Ｔの自動運転技術、ＡＤＡＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）技術等に用いられる。ＡＤＡＳ技術で用いられる電波には、例えば、レーダ波等が含まれる。

本実施形態では、通信システム３０は、対象の一例である車両Ｔに搭載されている。本実施形態では、通信システム３０が、車両Ｔ内に搭載された形態を一例として説明する。

測定機構２０は、車両Ｔに搭載された通信システム３０から発信された測定対象電波５２を受信するための機構である。測定機構２０は、少なくとも一部が可動することで、車両Ｔの全方位の位置の各々で測定対象電波５２を受信可能に構成されている。

詳細には、測定機構２０は、アンテナ２１と、支持部２２と、支持部２３と、支持部２４と、を備える。

アンテナ２１は、無線による電波の受信及び無線による電波の発信を行う装置である。言い換えると、アンテナ２１は、電波を空中に放射し、また、空中を伝搬した電波を受信する。

アンテナ２１は、支持部２４によって支持されている。支持部２４は、棒状の部材である。支持部２４は、長手方向の一端部にアンテナ２１を支持し、他端部を支持部２３によって支持されている。本実施形態では、支持部２４が、支持部２４の長手方向と鉛直方向に対して交差する方向とが略一致するように配置されている形態を一例として説明する。

支持部２３は、棒状の部材である。本実施形態では、支持部２３は、支持部２３の長手方向と鉛直方向とが略一致するように配置されている形態を一例として説明する。支持部２３の長手方向の一端部は支持部２２によって支持されている。支持部２２は、地面等に配置された棒状の部材である。本実施形態では、支持部２２の長手方向は水平方向に略一致する形態を一例として説明する。

支持部２５は、車両Ｔを支持する部材である。本実施形態では、支持部２５は、円盤状の部材である。本実施形態では、支持部２５の円盤状の盤面は、水平方向に沿った方向となるように配置されている。支持部２５の円中心には、駆動部２５Ａが設けられている。駆動部２５Ａは、後述する測定装置１０の制御によって駆動する。駆動部２５Ａの駆動によって、支持部２５が円中心を回転中心として所定角度ごとに回転する（矢印Ｑ方向）。支持部２５の回転に伴って、支持部２５上に載置された車両Ｔが回転する（矢印Ｑ方向）。なお、支持部２５が回転する図１記載の矢印Ｑは矢印Ｑとは反対の方向でも良い。

支持部２３には、駆動部２３Ａが設けられている。支持部２４には、駆動部２４Ａが設けられている。駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａは、後述する測定装置１０の制御によって駆動する。駆動部２３Ａの駆動によって、支持部２３は支持部２２の長手方向（矢印Ｘ方向）に沿って移動する。駆動部２４Ａの駆動によって、支持部２４は支持部２３の長手方向（矢印Ｚ方向）に沿って移動する。

支持部２４によって支持されたアンテナ２１は、駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａの駆動によって、車両Ｔに対して、鉛直方向に近づく方向または離れる方向、及び鉛直方向に対して交差する方向に近づく方向または離れる方向に、移動可能に支持されている。言い換えると、アンテナ２１は、駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａの駆動によって、車両Ｔを球中心とする半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間を移動可能に支持されている。

基準波源４０は、測定機構２０の歪みを算出するために用いる電波発信源である。基準波源４０は、支持部２５の中心に設置する。基準波源４０から発信される電波は、波長、周期、及び振幅が既知である電波である。基準波源４０は、例えば、ダイポールアンテナである。本実施形態では、測定機構２０の歪みを支持部２３について説明するが、これに限定されない。また、本実施形態では、対象が上述した車両Ｔに加え、基準波源４０である形態を一例として説明する。

基準波源４０から発信される発信電波５０は、波長、周期、及び振幅が経時変化しない一定の電波である。周期は、振動数または周波数を意味する。

次に、測定装置１０について説明する。測定装置１０は、アンテナ２１で受信した通信システム３０の測定対象電波５２に基づいて、通信システム３０の通信性能を測定する装置である。測定装置１０は、対象電波を受信するアンテナ２１と、アンテナ２１を支える支持部２４と、を備える測定機構２０において受信された対象電波に対して当該支持部２４において生じる歪みに基づいて補正した補正結果を出力する。測定装置１０の詳細については後述する。

（測定装置のハードウェア構成例）
図２は、本実施形態に係る測定装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、測定装置１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１３、補助記憶装置１４、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１５がバス１６により相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

ＣＰＵ１１は、測定装置１０を制御する演算装置である。なお、ＣＰＵ１１は、本実施形態の測定装置１０におけるプロセッサの一例であり、他のプロセッサまたは処理回路がＣＰＵ１１の代わりに設けられても良い。ＲＯＭ１２は、不揮発性のメモリであり、測定装置１０を起動させるためのプログラムを含む各種データ（測定装置１０の製造段階で書き込まれる情報）を記憶する。

ＲＡＭ１３は、例えば測定装置１０の主記憶装置であり、ＣＰＵ１１による各種処理に必要なデータを記憶する。補助記憶装置１４は、例えばＣＰＵ１１が実行するプログラム等の各種データを記憶する。補助記憶装置１４は、例えばＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等で構成される。外部Ｉ／Ｆ１５は、データを送受信するためのインタフェースである。また、外部Ｉ／Ｆ１５は、アンテナ２１と、駆動部２３Ａと、駆動部２４Ａと、駆動部２５Ａと、通信システム３０と、基準波源４０等の外部装置と接続（通信）するためのインタフェースである。

（測定装置の機能例）
図３は、本実施形態に係る測定装置１０が備える機能の一例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の測定装置１０は、測定部１０１、発信制御部１０２、第１の取得部１０３、駆動制御部１０４、第２の取得部１０５、算出部１０６、第３の取得部１０７、及び補正部１０８を備える。測定装置１０が備える機能はこれに限定されない。

測定部１０１は、アンテナ２１及び通信システム３０の基準の位置関係を測定する。詳細には、アンテナ２１を支持部２４に配置し、通信システム３０を支持部２５に配置し、配置されたアンテナ２１及び通信システム３０の位置を測定する。例えば、基準の位置関係は、アンテナ２１及び通信システム３０の位置を示す座標、アンテナ２１と通信システム３０を結ぶ距離が含まれる。測定部１０１は、測定した基準の位置関係を補助記憶装置１４に記憶する。

また、測定部１０１は、アンテナ２１及び基準波源４０の基準の位置関係を測定する。詳細には、アンテナ２１を支持部２４に配置し、基準波源４０を支持部２５の中心に基準配置し、配置されたアンテナ２１及び基準波源４０の位置を測定する。例えば、基準の位置関係は、アンテナ２１及び基準波源４０の位置を示す座標、アンテナ２１と基準波源４０を結ぶ距離が含まれる。測定部１０１は、測定した基準位置関係を補助記憶装置１４に記憶する。

発信制御部１０２は、通信システム３０及び基準波源４０の各々の電波の発信開始及び発信停止を制御する。

詳細には、発信制御部１０２は、外部Ｉ／Ｆ１５と協働して通信システム３０へ測定対象電波５２の発信開始を表す発信開始信号を送信する。測定対象電波５２の発信開始信号を受け付けた通信システム３０は、無線による測定対象電波５２の発信を開始する。また、発信制御部１０２は、外部Ｉ／Ｆ１５と協働して通信システム３０へ、測定対象電波５２の発信停止を表す発信停止信号を送信する。測定対象電波５２の発信停止信号を受け付けた通信システム３０は、測定対象電波５２の発信を停止する。

また、発信制御部１０２は、外部Ｉ／Ｆ１５と協働して基準波源４０へ発信電波５０の発信開始を表す発信開始信号を送信する。発信電波５０の発信開始信号を受け付けた基準波源４０は、無線による発信電波５０の発信を開始する。また、発信制御部１０２は、外部Ｉ／Ｆ１５と協働して基準波源４０へ、発信電波５０の発信停止を表す発信停止信号を送信する。発信電波５０の発信停止信号を受け付けた基準波源４０は、発信電波５０の発信を停止する。

なお、通信システム３０及び基準波源４０は、ユーザによる操作指示等によって発信電波５０の発信開始及び発信停止、並びに測定対象電波５２の発信開始及び発信停止を切り替える構成であってもよい。

第１の取得部１０３は、アンテナ２１及び対象電波を発信する対象の基準の位置関係に基づいて、対象から発信する対象電波をアンテナ２１で受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する。

詳細には、まず、第１の取得部１０３は、発信制御部１０２により基準波源４０の電波の発信開始がされると、発信電波５０をアンテナ２１で受信することを開始する。また、第１の取得部１０３は、アンテナ２１及び基準波源４０が配置された基準の位置関係に基づいて、発信制御部１０２により発信される発信電波５０の発信開始信号を受け付けた基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信する。

さらに、第１の取得部１０３は、発信制御部１０２により基準波源４０の電波の発信停止がされると、発信電波５０をアンテナ２１で受信することを停止する。そして、第１の取得部１０３は、アンテナ２１で受信した発信電波５０の位相を示す第１の受信電波位相を取得する。また、第１の取得部１０３は、取得した第１の受信電波位相を補助記憶装置１４に記憶する。なお、第１の取得部１０３は、アンテナ２１で受信した第１発信電波を受信するごとに補助記憶装置１４に記憶しても良い。

駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａ、駆動部２４Ａ、及び駆動部２５Ａを駆動制御する。例えば、駆動制御部１０４は、車両Ｔを中心とした半球Ｃ（図１参照）の外周を複数領域に分割した各領域に、アンテナ２１が順次配置されるように、駆動部２３Ａ、駆動部２４Ａ、及び駆動部２５Ａを駆動する。

詳細には、駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の次の測定位置へと移動制御されるごとに、駆動部２５Ａを制御する。駆動部２５Ａの制御によって、駆動制御部１０４は、支持部２５上に載置された車両Ｔを所定の回転角度ごとに回転駆動させる。

測定装置１０では、駆動制御部１０４の駆動制御によってアンテナ２１が次の測定位置に移動され、支持部２５上に載置された車両Ｔが所定の回転角度回転駆動されるごとに、アンテナ２１で受信した測定対象電波５２の受信測定電波を用いて通信システム３０の通信性能を導出する。すなわち、測定装置１０は、車両Ｔを中心とした半球Ｃの外周に沿って、該外周を複数領域に分割した各領域において受信した受信測定電波を取得可能に構成されている。言い換えると、測定装置１０は、車両Ｔの全方位の各々の位置で受信した受信測定電波を取得可能に構成されている。

第２の取得部１０５は、対象から発信する対象電波をアンテナ２１で受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する。

詳細には、まず、第２の取得部１０５は、発信制御部１０２により基準波源４０の電波の発信開始がされると、発信電波５０をアンテナ２１で受信することを開始する。また、第２の取得部１０５は、駆動制御部１０４の駆動制御によって駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の次の測定位置へと移動制御されるごとに、発信制御部１０２により発信される発信電波５０の発信開始信号を受け付けた基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信する。

さらに、第２の取得部１０５は、発信制御部１０２により基準波源４０の電波の発信停止がされると、発信電波５０をアンテナ２１で受信することを停止する。そして、第２の取得部１０５は、アンテナ２１で受信した発信電波５０の位相を示す第２の受信電波位相を取得する。また、第２の取得部１０５は、取得した第２の受信電波位相を補助記憶装置１４に記憶する。なお、第２の取得部１０５は、アンテナ２１で受信した第２発信電波を受信するごとに補助記憶装置１４に記憶しても良い。

算出部１０６は、第１の取得部１０３により取得された第１の受信電波位相に基づいて、アンテナ２１の位置毎に、対象から発信する対象電波をアンテナ２１で受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する。

詳細には、算出部１０６は、第１の取得部１０３が取得した第１の受信電波位相を取得すると、アンテナ２１の位置毎に対象との送受信間距離を算出する。算出部１０６は、測定部１０１が測定したアンテナ２１と基準波源４０を結ぶ距離（以下、基準位置の基準距離ともいう）と、算出した送受信間距離に基づいて、アンテナ２１の位置毎に、対象から発信する対象電波をアンテナ２１で受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する。

ここで、受信理想電波位相について図４を用いて説明する。また、以下に説明する図面において、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｚ軸を示しており、実施形態の測定機構２０における左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｚ方向）をＸ軸、Ｚ軸を用いて説明する。なお、以下の説明において、単に、Ｘ方向、またはＺ方向と記載した場合には、それぞれの軸方向であり、逆向きの２方向を含む。また、Ｘ軸の正方向と特定した場合には右側から左側への一方向であり、Ｚ軸の正方向と特定した場合には下側から上側への一方向である。

支持部２３に歪みがない場合、基準の位置座標を示すアンテナ２１（Ｘ_０，Ｚ_０）と、基準波源４０（Ｘ_ｒ，Ｚ_ｒ）から導かれるアンテナ２１と基準波源４０との測定距離は変化しない。アンテナ２１と基準波源４０からの測定距離が変化しなければ、アンテナ２１が受信する受信電波の位相特性に変化は生じない。変化が生じない受信電波の位相を受信理想電波位相という。なお、受信理想電波位相を理論位相ともいう。理論位相は以下の数１式で導出される。なお、Ｒ_０［ｍ］はアンテナ２１と基準波源４０の基準位置の基準距離を示す。Ｒ［ｍ］は歪みが生じない場合のアンテナ２１と基準波源４０の送受信間距離を示す。Ｓ_０［ｄｅｇ］は、アンテナ２１と基準波源４０の基準位置の位相を示す。λ［ｍ］は波長を示す。

また、算出部１０６は、算出した受信理想電波位相と第２の取得部１０５により取得された第２の受信電波位相との差を示す位相差から支持部２３の歪みを示す歪み情報を算出する。歪み情報は、アンテナ２１と対象との距離を示す距離情報が含まれる。

支持部２３が大型の場合、支持部２３の一部に歪みが生じる場合がある。ここで、図４を用いて支持部２３の歪みを示す歪み情報に含まれる距離情報について説明する。

まず、支持部２３に歪みが生じていない場合のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｔ、Ｚ_ｔ）と示す。また、支持部２３に歪みが生じている状態を示す支持部２３１のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_α，Ｚ_α）と示す。支持部２３に歪みが生じている場合、基準の位置座標から導かれるアンテナ２１と基準波源４０との測定距離は変化する。測定距離に変化が生じると、アンテナ２１が受信する受信電波の位相特性に変化が生じる。すなわち、受信電波の位相を示す測定位相と、理論位相は異なる。

算出部１０６は、測定位相と理論位相の差を示す位相差Ｓ＝（測定位相）―（理論位相）を算出することで、以下の歪み情報に含まれる距離情報Ｌ_１を算出することができる。また、距離情報Ｌ_１は以下の数２式で示すことができる。

これにより、算出部１０６が位相差Ｓを算出することで、支持部２３の歪み情報を算出することができる。

図３に戻る。第３の取得部１０７は、対象から発信する測定対象電波５２をアンテナ２１で受信した測定電波を示す受信測定電波を取得する。

詳細には、まず、第３の取得部１０７は、発信制御部１０２により通信システム３０の電波の発信開始がされると、測定電波をアンテナ２１で受信することを開始する。また、第３の取得部１０７は、駆動制御部１０４の駆動制御によって駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の次の測定位置へと移動制御されるごとに、駆動制御部１０４により所定の回転角度ごとに回転駆動させる支持部２５上に載置された車両Ｔに搭載される通信システム３０から発信する測定対象電波５２をアンテナ２１で受信する。

さらに、第３の取得部１０７は、発信制御部１０２により通信システム３０の電波の発信停止がされると、測定電波をアンテナ２１で受信することを停止する。そして、第３の取得部１０７は、アンテナ２１で受信した受信測定電波を取得する。また、第３の取得部１０７は、取得した受信測定電波を補助記憶装置１４に記憶する。

補正部１０８は、算出部１０６により算出された受信理想電波位相と第２の取得部１０５により取得された第２の受信電波位相との差を示す位相差Ｓから算出される支持部２３の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する。

詳細には、補正部１０８は、算出部１０６により算出された歪み情報に含まれる距離情報Ｌ_１に基づいて、第３の取得部１０７により取得された受信測定電波を補正する。例えば、補正部１０８は、受信測定電波の振幅、及び受信測定電波の位相のうち、少なくとも１つを補正する。

ここで、受信測定電波の振幅、及び受信測定電波の位相を補正する内容について説明する。

受信測定電波の振幅は、受信測定電波の電力の振幅である。補正部１０８は、算出部１０６により算出された支持部２３の歪みの距離情報Ｌ_１と、歪みが生じない場合のアンテナ２１と基準波源４０の送受信間距離Ｒと、自由空間伝搬損失と、を用いて示す以下の数３式で導出した補正値を、第３の取得部１０７により取得された受信測定電波に加算して、受信測定電波の電力の振幅を補正する。補正部１０８は、補正した受信測定電波の電力の振幅を補助記憶装置１４に記憶する。また、補正値は以下の数３式で示すことができる。

また、補正部１０８は、算出部１０６により算出された位相差Ｓと、基準波源４０の周波数ｆ_１と、通信システム３０の周波数ｆ_２から成る位相補正値＝Ｓ×ｆ_２／ｆ_１を第３の取得部１０７により取得された受信測定電波に加算して、受信測定電波の位相を補正する。補正部１０８は、補正した受信測定電波の位相を補助記憶装置１４に記憶する。

これにより、算出された位相差Ｓを用いて、測定結果を補正することで、高精度な測定を行うことができる。

次に、第１の実施形態の測定装置１０で実行する処理の流れの一例を説明する。

図５は、測定装置１０で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートが実行される直前の状態では、基準波源４０は電波を発信していない状態であるものとして説明する。

測定部１０１は、アンテナ２１及び基準波源４０の基準の位置関係を測定する（ステップＳ５０１）。

発信制御部１０２は、発信電波５０の発信開始を表す発信開始信号を基準波源４０へ送信する（ステップＳ５０２）。発信開始信号を受付けた基準波源４０は、発信電波５０の発信を開始する。

第１の取得部１０３は、アンテナ２１及び対象電波を発信する基準波源４０の基準の位置関係に基づいて、基準波源４０から発信する発信電波５０をアンテナ２１で受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する（ステップＳ５０３）。

駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の測定位置へと移動する制御を開始する（ステップＳ５０４）。

第２の取得部１０５は、アンテナ２１の位置が測定位置へと移動制御されるごとに、基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信し、発信電波５０の位相を示す第２の受信電波位相を取得する（ステップＳ５０５）。

算出部１０６は、測定部１０１により測定されたアンテナ２１及び基準波源４０との基準距離と、第１の取得部１０３により取得された第１の受信電波位相と、アンテナ２１と基準波源４０の送受信間距離Ｒと、に基づいて、理論位相を算出する（ステップＳ５０６）。

また、算出部１０６は、第２の取得部１０５により取得された第２の受信電波位相と、理論位相との差分から位相差Ｓを算出する（ステップＳ５０７）。

さらに、算出部１０６は、算出した位相差Ｓから支持部２３の歪み情報を算出する（ステップＳ５０８）。ステップＳ５０８が終了すると、本処理は終了する。

続いて、図６は、測定装置１０で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートが実行される直前の状態では、図５の処理が終了している状態であるものとして説明する。また、図６に示すフローチャートが実行される直前の状態では、通信システム３０は電波を発信していない状態であるものとして説明する。

測定部１０１は、アンテナ２１及び通信システム３０の基準の位置関係を測定する（ステップＳ５１１）。

発信制御部１０２は、測定対象電波５２の発信開始を表す発信開始信号を通信システム３０へ送信する（ステップＳ５１２）。発信開始信号を受付けた通信システム３０は、測定対象電波５２の発信を開始する。

駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａ及び駆動部２４Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の測定位置へと移動する制御を開始する（ステップＳ５１３）。駆動制御部１０４は、アンテナ２１の位置が移動制御されるごとに、駆動部２５Ａを制御する。

また、駆動制御部１０４は、駆動部２５Ａと協働して支持部２５上に載置された車両Ｔを所定の回転角度ごとに回転駆動を制御する（ステップＳ５１４）。

第３の取得部１０７は、通信システム３０から発信する測定対象電波５２をアンテナ２１で受信した測定電波を示す受信測定電波を取得する（ステップＳ５１５）。

補正部１０８は、算出部１０６により算出された歪み情報に基づいて、第３の取得部１０７により取得された受信測定電波を補正する（ステップＳ５１６）。補正部１０８は、補正した受信測定電波を補助記憶装置１４に記憶する。補正部１０８が補助記憶装置１４に記憶すると、本処理は終了する。

以上説明したように、本開示の一態様に係る測定装置１０は、アンテナ２１及び対象電波を発信する対象の基準の位置関係に基づいて、アンテナ２１で受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する。また、測定装置１０は、第１の受信電波位相に基づいて、アンテナ２１の位置毎に、対象から発信する対象電波をアンテナ２１で受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する。さらに、測定装置１０は、アンテナ２１の位置毎に、アンテナ２１で受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する。そして、測定装置１０は、受信理想電波位相と第２の受信電波位相との差を示す位相差Ｓから算出される支持部２３の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する。

これにより、本実施形態によれば、アンテナ２１を支える支持部２３に歪みが生じた状態においても、アンテナ２１が受信する電波の位相差Ｓから支持部２３の歪みを算出することで、通信システム３０の通信性能を高精度な測定を行うことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図面を用いて説明する。

次に、第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態と共通する部分については説明を適宜に省略する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し適宜説明を省略する。

上述の第１の実施形態では、算出部１０６に算出された位相差Ｓに基づいて、第３の取得部１０７により取得された受信測定電波を補正する形態を説明した。第２の実施形態では、算出部１０６が支持部２３の位置座標を算出することで、駆動制御部１０４のアンテナ２１の駆動制御内容を補正する形態について説明する。

詳細には、第２の実施形態に係る測定装置１０が備える算出部１０６が算出する歪み情報は、支持部２３の歪みの位置を示す位置情報が含まれる。ここで、図７を用いて位置情報について説明する。

図７は、アンテナ２１及び基準波源４０の位置座標の一例を説明する図である。

まず、駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａと協働してアンテナ２１の位置をＺ方向へ一定間隔Δｈで移動させる制御を行う。ここで、一定間隔Δｈは、アンテナ２１がＺ方向へ移動する距離を示す。なお、一定間隔Δｈの値は一定である。また、一定間隔Δｈは、ｎ－１回目のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｎ－１，Ｚ_ｎ－１）と、ｎ回目のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）により、以下の数４式で示すことができる。

支持部２３に歪みがない場合、ｎ回目のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）は、ｎ－１回目のアンテナ２１の位置座標と、一定間隔Δｈで表すと、位置座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）＝（Ｘ_ｎ－１，Ｚ_ｎ－１＋Δｈ）で表すことができる。経路２１１は、支持部２３が歪んでいる状態のアンテナ２１の移動軌跡を示す。例えば、支持部２３が歪んでいる状態であると、アンテナ２１は経路２１１のように、Ｘ方向、Ｚ方向へ移動するため、ｎ回目のアンテナ２１の位置座標はｎ－１回目のアンテナ２１の位置座標と、一定間隔Δｈで表すことができない。

本実施形態では、算出部１０６は、第１の取得部１０３が取得する第１の受信電波位相、及び第２の取得部１０５が取得する第２の受信電波位相との位相差Ｓに基づいて支持部２３の歪み情報を算出する。

詳細には、第１の取得部１０３は、アンテナ２１及び基準波源４０が配置された基準の位置関係に基づいて、発信制御部１０２により発信される発信電波５０の発信開始信号を受け付けた基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信する。第２の取得部１０５は、駆動制御部１０４の駆動制御によって駆動部２３Ａと協働してアンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の次の測定位置へと移動制御されるごとに、発信制御部１０２により発信される発信電波５０の発信開始信号を受け付けた基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信する。

第２の取得部１０５は、アンテナ２１の位置が測定装置１０へ移動制御されるごとに、基準波源４０から発信電波５０をアンテナ２１で受信しているため、第２の取得部１０５は、ｎ－１回目で受信した第２の受信電波位相とｎ回目のアンテナ２１で受信した第２の受信電波位相を取得することができる。算出部１０６は、ｎ－１回目で受信した第２の受信電波位相とｎ回目のアンテナ２１で受信した第２の受信電波位相に基づいて、ｎ－１回目とｎ回目の送受信間距離の差Ｌ_２を算出することができる。

また、送受信間距離の差Ｌ_２は、ｎ－１回目のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｎ－１，Ｚ_ｎ－１）と、ｎ回目のアンテナ２１の位置座標（Ｘ_ｎ，Ｚ_ｎ）と、基準波源４０の位置座標（Ｘ_ｒ，Ｚ_ｒ）により、以下の数５式で示すことができる。

算出部１０６は、測定部１０１が測定したアンテナ２１及び基準波源４０の基準位置の位置座標（Ｘ_０，Ｚ_０）と、算出した位相差Ｓと、数４式と数５式から成る連立方程式を解くことで、支持部２３の歪み座標を算出することができる。

補正部１０８は、算出部１０６により算出された位置情報に基づいて、駆動制御部１０４により駆動制御されたアンテナ２１に駆動制御に関する制御内容を補正する。詳細には、補正部１０８は、制御内容に対応するアンテナ２１の支持部２３の歪みの座標を示す座標情報を補正する。例えば、アンテナ２１が＋Ｘ方向に歪んでいた場合、補正内容は―Ｘ方向に移動するように補正する。また、アンテナ２１が―Ｚ方向に歪んでいた場合、補正内容は＋Ｚ方向に移動するように補正する。

これにより、アンテナ２１の移動座標を補正することで、アンテナ２１で受信した電波を補正することなく、高精度な測定を行うことができる。

図８は、測定装置１０で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートが実行される直前の状態では、基準波源４０は電波を発信していない状態であるものとして説明する。

測定部１０１は、アンテナ２１及び基準波源４０の基準の位置関係を測定する（ステップＳ５２１）。

発信制御部１０２は、発信電波５０の発信開始を表す発信開始信号を基準波源４０へ送信する（ステップＳ５２２）。発信開始信号を受付けた基準波源４０は、発信電波５０の発信を開始する。

第１の取得部１０３は、アンテナ２１及び基準波源４０の基準の位置関係に基づいて、基準波源４０から発信する発信電波５０をアンテナ２１で受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する（ステップＳ５２３）。

駆動制御部１０４は、駆動部２３Ａと協働してアンテナ２１の位置を＋Ｚ方向へ一定間隔Δｈで移動させる制御を行う（ステップＳ５２４）。

第２の取得部１０５は、アンテナ２１の位置が測定位置へと移動制御されるごとに、基準波源４０から発信された発信電波５０をアンテナ２１で受信し、発信電波５０の位相を示す第２の受信電波位相を取得する（ステップＳ５２５）。

また、算出部１０６は、第２の取得部１０５により取得された第２の受信電波位相と、直前に取得された第２の受信電波位相の位相との差分から位相差Ｓを算出する（ステップＳ５２６）。

さらに、算出部１０６は、測定部１０１が測定したアンテナ２１及び基準波源４０の基準位置の位置座標と、算出した位相差Ｓから支持部２３の歪み情報を算出する（ステップＳ５２７）。ステップＳ５２７が終了すると、本処理は終了する。

続いて、図９は、測定装置１０で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートが実行される直前の状態では、図８の処理が終了している状態であるものとして説明する。図９に示すフローチャートが実行される直前の状態では、通信システム３０は電波を発信していない状態であるものとして説明する。

測定部１０１は、アンテナ２１及び通信システム３０の基準の位置関係を測定する（ステップＳ５３１）。

補正部１０８は、駆動制御部１０４が制御する駆動部２３Ａの内容を補正する（ステップＳ５３２）。

駆動制御部１０４は、補正部１０８により補正された内容に基づいて、アンテナ２１の位置が半球Ｃの頂点部と半球Ｃの周縁部との間の測定位置へと移動する制御を開始し、アンテナ２１の位置が移動制御されるごとに、駆動部２５Ａを制御する（ステップＳ５３３）。また、駆動制御部１０４は、駆動部２５Ａと協働して支持部２５上に載置された車両Ｔを所定の回転角度ごとに回転駆動を制御する。通信システム３０の測定が終了すると、本処理は終了する。

以上説明したように、本開示の一態様に係る測定装置１０は、アンテナ２１及び対象電波を発信する対象の基準の位置関係に基づいて、アンテナ２１で受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する。また、測定装置１０は、アンテナ２１の位置毎にアンテナ２１で受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する。さらに、測定装置１０は、第１の受信電波位相と第２の受信電波位相の位相差Ｓに基づいて支持部２３の歪みの位置を示す位置情報を算出する。また、測定装置１０は、支持部２３の歪みの位置を示す位置情報に基づいてアンテナ２１の駆動制御に関する制御内容を補正する。

これにより、本実施形態によれば、アンテナ２１を支える支持部２３に歪みが生じた状態においても、アンテナ２１が受信する電波の位相差Ｓから算出する支持部２３の歪みの位置座標に基づいてアンテナ２１の移動座標を補正することで、通信システム３０の通信性能を高精度な測定を行うことができる。

上記実施形態の測定装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるようにしてもよい。また、上記実施形態の測定装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上記実施形態の測定装置１０で実行される上記処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。

なお、上記には、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０測定装置
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４補助記憶装置
１５外部Ｉ／Ｆ
２１アンテナ
２２、２３、２４、２５支持部
３０通信システム
４０基準波源
１０１測定部
１０２発信制御部
１０３第１の取得部
１０４駆動制御部
１０５第２の取得部
１０６算出部
１０７第３の取得部
１０８補正部

Claims

第１の対象から発信される第１の対象電波を受信するアンテナと、前記アンテナを支える支持部と、を備える測定機構において、受信された前記第１の対象電波に対して、当該支持部において生じる歪みに基づいて、補正した補正結果を出力する測定装置であって、
前記アンテナ、及び前記第１の対象の基準の位置関係に基づいて、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する第１の取得部と、
前記第１の受信電波位相に基づいて、前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する算出部と、
前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する第２の取得部と、
前記算出部により算出された前記受信理想電波位相と第２の取得部により取得された前記第２の受信電波位相との差を示す位相差から算出される前記支持部の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する補正部と、
を備える測定装置。
前記アンテナは、前記第１の対象と異なる第２の対象から第２の対象電波を受信し、
前記第２の対象電波を前記アンテナで受信した測定電波を示す受信測定電波を取得する第３の取得部と、
前記歪み情報は、前記アンテナと前記第２の対象との距離を示す距離情報が含まれ、
前記補正部は、前記距離情報に基づいて、前記第３の取得部により取得された前記受信測定電波を補正する、請求項１に記載の測定装置。
前記補正部は、前記受信測定電波の振幅、及び前記受信測定電波の位相のうち、少なくとも１つを補正する、請求項２に記載の測定装置。
前記アンテナを駆動制御する駆動制御部と、
前記歪み情報は、前記支持部の歪みの位置を示す位置情報が含まれ、
前記補正部は、前記位置情報に基づいて、前記駆動制御部により駆動制御された前記アンテナの駆動制御に関する制御内容を補正する、請求項１に記載の測定装置。
前記補正部は、前記制御内容に対応する前記アンテナの支持部材の歪みの座標を示す座標情報を補正する、請求項４に記載の測定装置。
第１の対象から発信される第１の対象電波を受信するアンテナと、前記アンテナを支える支持部と、を備える測定機構において、受信された前記第１の対象電波に対して、当該支持部において生じる歪みに基づいて、補正した補正結果を出力する測定装置において実行される測定方法であって、
前記アンテナ及び前記第１の対象の基準の位置関係に基づいて、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する第１の取得ステップと、
前記第１の受信電波位相に基づいて、前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する算出ステップと、
前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する第２の取得ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記受信理想電波位相と前記第２の取得ステップにより取得された前記第２の受信電波位相との差を示す位相差から算出される前記支持部の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する補正ステップと、
を含む、測定方法。
第１の対象から発信される第１の対象電波を受信するアンテナと、前記アンテナを支える支持部と、を備える測定機構において、受信された前記第１の対象電波に対して、当該支持部において生じる歪みに基づいて、補正した補正結果を出力する測定装置のコンピュータに、
前記アンテナ及び前記第１の対象の基準の位置関係に基づいて、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第１の受信電波位相を取得する第１の取得ステップと、
前記第１の受信電波位相に基づいて、前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した理想的な電波の位相を示す受信理想電波位相を算出する算出ステップと、
前記アンテナの位置毎に、前記第１の対象電波を前記アンテナで受信した電波の位相を示す第２の受信電波位相を取得する第２の取得ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記受信理想電波位相と前記第２の取得ステップにより取得された前記第２の受信電波位相との差を示す位相差から算出される前記支持部の歪みを示す歪み情報に基づいて補正する補正ステップと、
を実行させる、測定プログラム。