JP7442448B2 - 無線機能を伴うデバイスの生産試験のための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、生産試験のために無線機能を有する被試験デバイス（ＤＵＴ）の性能を測定するための改良された装置及び方法に関する。

残響室又はモード撹拌室は、近年、例えば様々な無線通信デバイスの無線性能を試験する際に有効なツールになってきた。そのようなチャンバは、今日、例えば製品開発中に測定のために頻繁に使用される。

同一出願人による米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書は、例えば、アンテナの放射効率と携帯電話などのモバイル端末及び無線端末の全放射電力（ＴＲＰ）とを測定するために使用できるそのような残響室を開示する。米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書に記載されるのと同じ測定セットアップは、アンテナダイバーシティの性能を決定するためにも使用された。そのような残響室は、端末がいずれのシステムのために設計されているかに応じて、マルチパスフェージング環境での送信性能を測定するために、及び／又は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）又はフレームエラーレート（ＦＥＲ）による受信性能を測定するために使用され得る。

残響室は、前述の先の発明を利用することにより、アンテナ、増幅器、信号処理アルゴリズム、及び、コーディングの送信性能及び受信性能を含め、送信及び受信の両方に関して、モバイル端末及び無線端末の完全な性能を特徴付けるために使用され得る。現在使用されている残響室は、周囲空間全体にわたって入ってくる波の到達角度の分布が均一な等方性マルチパス環境を与える。これは、フェージングを伴うマルチパスにおけるアンテナ及び無線端末のための良好な基準環境である。

残響室は、しばしばＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）として知られる通信における、及び、幾つかの周波数帯域を使用して同時に動作するデバイスにおけるマルチパス信号の伝播に依存するデバイスの試験に対して簡単な解決策を与える。

残響室では、信号がアンテナにより閉じられたキャビティ内に注入される。キャビティは反射壁から構成される。信号は、多くの異なる軌跡を経て複数の反射後に被試験デバイスに到達する。これは、受信機でフェード信号をもたらす。モード撹拌プレート及び／又はターンテーブルを移動することにより、チャンバの幾何学的形態が変化し、それにより、信号が受けるフェージングが変化する。これにより、入射波組成が異なる多数のフェージング状態を形成して試験できる。

しかしながら、生産試験のための従来の残響室の使用は、これまでのところうまくいっていない。携帯電話、ラップトップ、タブレットコンピュータなどの電子デバイスの生産では、非常に大量に生産されるため、各製品を生産試験するとともに、各デバイスが適切に機能して製造業者により規定される品質基準を満たすようにする必要がある。そのような測定を従来の残響室で行なうことができる場合でも、そのようなチャンバ内での各測定は煩雑で時間のかかるものであり、そのため、製品の全体的な生産時間及びコストが大幅に増大する。

米国特許出願公開第２００２／０１６０７１７号明細書は、試験されるべき製品がコンベアによって連続的にチャンバ内に搬入されてチャンバ外へ搬出されるとともに幾つかのデバイスが同時に試験される残響室を使用することによってこれを解決しようとする試みを開示する。しかしながら、これにもかかわらず、試験手順は、依然として煩雑であり、時間及びコストがかかる
現在の生産試験では、被試験デバイスが代わりにシールドボックス内に配置される。シールドボックスは、一般に、それをほぼ無響性にするために、内部で内面がＲＦ吸収材で覆われ、また、被試験デバイスに対して無線接続を行なうためにアンテナカプラが使用される。しかしながら、この方法がかなり高速で費用効率が高いにもかかわらず、シールドボックス内の幾何学的配置に対する高い感度に起因して試験の不確実性が高く、一般に、リンクの単一のサンプルしか取得されない。その結果、所定の品質基準を満たしていない許容できない製品が承認されるとともに、所定の品質基準を満たしている許容できる製品が承認されない可能性が比較的高くなる。

したがって、適切な試験が提供され、費用効率が高く及び時間効率が良い態様で動作される、携帯電話、ラップトップ、タブレットなどのデバイスの生産試験のための改良された方法及び装置の必要性が依然としてある。

米国特許第７４４４２６４号明細書 米国特許第７２８６９６１号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１６０７１７号明細書

したがって、本発明の目的は、現在知られているシステムの前述の欠点の全て又は少なくとも一部を軽減する方法及び装置を提供することである。

この目的は、添付の特許請求の範囲に規定される装置及び方法によって達成される。

本発明の第１の態様によれば、チャンバ内の被試験デバイス（ＤＵＴ）の生産試験のための方法であって、チャンバが内部キャビティを内側に画定し、内部キャビティは、ＤＵＴを取り囲むようになっているとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有し、それにより、内部キャビティ内で幾つかの共振モードをサポートする壁を含み、方法は、
内部キャビティ内の１つ又は幾つかの測定位置にＤＵＴを配置するステップと、
ＤＵＴと内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を幾つかの異なる静的モード分布形態で順次に測定するステップと、
前記所定のモード分布形態で測定される無線周波数伝送と、内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較するステップと、
前記比較に基づいてＤＵＴが許容可能であるか又は許容不可能であるかどうかを決定するステップと、
を含む方法が提供される。

本発明は、本質的に残響室として機能するチャンバを提供するが、必ずしも等方性環境を提供するわけではない。

本発明は、生産試験が特定の課題を提起するという認識に基づいており、従来の測定とは非常に異なる。生産試験に関し、放射電力及び受信機感度などの特定のパラメータの絶対値を知ることは殆ど重要ではないが、所定の品質基準を満たす公称で正しく機能するデバイスと、品質基準を満たさない異常で欠陥のあるデバイスとの間を区別することは重要である。新規な発明により、被試験デバイスに欠陥があるか又は性能が良くないかどうかを検出する機能を与えつつ、従来の残響室よりも大幅に小さい残響室を使用できる。具体的には、例えば出力電力又は受信機感度にずれを与えるなど、無線モジュールが異常であるかどうか、又は、アンテナモジュールが異常であり、それにより、誤ったアンテナパターンを与えるかどうかを決定できる。

それぞれの測定ごとの静的モード分布形態の違いに起因して、ＤＵＴとチャンバアンテナ及びそれに接続される測定機器との間の結合は、これらの各測定で異なる。したがって、測定値は様々な異なる状態に関連する値を与える。

更に、これらの測定値は、同じ位置で同じ静的モード分布形態で基準デバイスを測定することによって与えられる基準値と比較される。基準デバイスは、既に測定されてしまって品質基準を満たすと判断された製品であってもよい。したがって、基準デバイスは、定められた要件を満たすと判断された既知の性能を有する。基準デバイスは、「ゴールデンスタンダード」又は「ゴールデンデバイス」と称される場合がある。全てのＤＵＴを測定する前又はＤＵＴの測定後に基準測定を行なうことができる。また、多くのＤＵＴの測定値を１つの同じ基準測定値と比較できるように、基準デバイスを測定して測定値を記憶することが、可能であり、通常は好ましい。したがって、基準デバイスに関する初期設定測定の後、新たなタイプの製品の測定を開始する際に、複数のＤＵＴが測定されてゴールデンデバイスと比較されてもよい。必要に応じて、ゴールデンデバイスに関する測定を定期的などのある時間に繰り返して、システムを較正するとともに、セットアップが安定するようにすることができる。

被試験製品が基準を満たすか否かの決定を行なうのに必要な位置及びモード分布状態よりも多くの位置及びモード分布状態でゴールデンデバイスを測定することもできる。これは、例えば、幾つかのＤＵＴの測定を同時に可能にするために使用され得る。

ＤＵＴに関する測定値とゴールデンスタンダードに関する対応する測定値との間で比較が行なわれる。試験されたＤＵＴが許容可能であるか否かを決定するために差異が解析されてもよい。例えば、それぞれの測定値ごとの差異が、最大許容偏差を示す閾値に対して考慮されてもよい。これに加えて又は代えて、幾つか又は全ての測定ポイントにわたって生じるパターン又は傾向を考慮することができる。サンプルの特徴的なシーケンスから、例えばデバイスが欠陥のあるアンテナを有するかどうかを決定することができ、その場合、ゴールデンデバイスとの相関は低くなる。この場合、ＤＵＴ測定値及びゴールデンデバイスに関する測定値が一緒に変化する傾向は比較的低い。或いは、無線に障害がある場合、シーケンスはゴールデンデバイスの場合と同じであるが、オフセットを伴う。この場合、ＤＵＴ及びゴールデンデバイスの測定値の相関は変わらない場合があるが、変位の大きさは比較的高い。

本発明は、既知の解決策よりも合格／不合格の決定において信頼性が高い生産におけるデバイスの生産試験を可能にする。また、デバイスに異常なアンテナパターンを生じさせる障害と、名目上のアンテナパターンを与えるが異常な出力電力又は受信感度を与える障害との間を区別することもできる。更に、新規な生産試験は、実施が比較的簡単で費用効率が高く、また、高速で且つ費用効率が高い方法で動作され得る。

「被試験デバイス」という用語は、この出願との関連では、無線インタフェースを介して電磁信号を送信及び／又は受信できる任意のタイプのデバイスを示すために使用される。特に、被試験デバイスは、アンテナ、携帯電話、タブレット、及び、他の無線端末であってもよい。

１つの実施形態によれば、前記所定のモード分配形態で測定される無線周波数伝送と、内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ所定の静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較するステップは、ＤＵＴ及び基準デバイスにおける測定値間の相関及びオフセットのうちの少なくとも一方の決定を含む。

本発明に係る試験用のチャンバは、等方性で均一な場分布をもたらす必要がないため、従来の残響室よりもはるかに小さくすることができる。それどころか、ＤＵＴは、特定の位置で特定の静的モード分布形態で測定されるとともに、それぞれの測定ごとに全く同じ条件下で測定される基準デバイスと比較されるため、実際にはそれぞれの測定ごとの条件が異なることが利点である。したがって、好ましい実施形態において、チャンバの幅、長さ、及び、高さのうちの少なくとも１つ、好ましくは全部が、１メートル未満、好ましくは７５ｃｍ未満、最も好ましくは５０ｃｍ未満である。例えば、チャンバは、標準の１９インチラック内に、つまり、フロントモジュールが１９インチ（４８．３ｃｍ）の幅を有するモジュールを受けるように配置される、電子機器モジュールを実装するための標準化されたフレーム内又は筐体内に嵌合するのに十分小さく形成され得る。

異なる静的モード分布形態が様々な方法で与えられてもよい。例えば、チャンバが少なくとも１つの可動モード撹拌器を備えてもよく、この場合、モード撹拌器を異なる位置へ移動することにより異なる静的モード分布形態を得ることができる。可動式モード撹拌器は、例えば、回転可能なシャフト等に回転可能に配置される反射性材料のプレートを備える回転可能なモード撹拌器であってもよい。更に、可動モード撹拌器は、直線方向に及び他のタイプの動作で移動できるプレートを備えてもよい。

これに加えて又は代えて、チャンバが２つ以上のチャンバアンテナを備えてもよく、この場合、異なるチャンバアンテナを使用することにより異なる静的モード分布形態が得られる。したがって、複数のチャンバアンテナを使用することにより、チャンバアンテナを特定の順序で動作させることによって異なるモード分布形態が得られてもよい。

これに加えて又は代えて、チャンバは、可動ＤＵＴホルダを備え、それにより、複数の測定位置を規定してもよく、この場合、異なる測定位置を使用することにより異なる静的モード分布形態が得られる。例えば、ＤＵＴは、回転可能なターンテーブル上に配置されてもよい。

順次に測定される所定の静的モード分布形態の数は、測定の適切な信頼性を与える任意の数であってもよい。好ましい実施形態において、この数は、少なくとも５個、好ましくは少なくとも１０個、最も好ましくは少なくとも１５個である。更に、順次に測定される所定の静的モード分布形態の数は、好ましくは、比較的低く保たれ、それにより、プロセスの速度及び費用効果が高められる。好ましくは、この数は、１００未満、好ましくは７５未満、最も好ましくは５０未満である。

一実施形態において、ＤＵＴと少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を測定するステップは、ＤＵＴからチャンバアンテナへの無線周波数伝送における放射電力を測定するステップ、及び、チャンバアンテナからＤＵＴへの無線周波数伝送における受信機感度を測定するステップのうちの少なくとも一方を含む。受信機感度は、受信機がどのようにうまく機能するかの指標であり、受信機が特定の閾値ビットエラーレートで復調できる最も弱い信号のパワーとして規定される。放射電力は、アンテナが実際の無線機（又は送信機）に接続されるときにアンテナによって放射される電力の量の指標である。

１つの実施形態において、ＤＵＴは、無線インタフェースを介して、好ましくは音響インタフェースを介して、チャンバのコントローラに接続される。

インタフェースは、測定データをＤＵＴからコントローラに送信するために、いつ、どのように送信すべきかに関する命令をコントローラからＤＵＴに送信するために使用されてもよい。インタフェースは、ＵＳＢケーブル接続を介してもよい。更に、ＵＳＢインタフェースに対するＤＵＴの接続は、時間を要するとともに、接続も経時的に摩耗して劣化する場合があり、その結果、機能不良や測定エラーがもたらされる。したがって、非常に多くの製品が比較的短時間で試験される生産試験では、無線インタフェースが好ましい。無線インタフェースは、例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷｉｆｉなどの無線通信を使用してもよい。しかしながら、最も好ましくは、無線インタフェースは、測定されるべき無線周波数通信とは非常に異なる周波数及び／又は通信技術を使用し、それにより、測定が制御通信によって影響されることが回避される。例えば、無線インタフェースが音響インタフェースであってもよく、この場合、通信はデータ通信のために音声を使用してもよい。そのようなインタフェースの場合には、ＤＵＴ上のスピーカ及びマイクロフォン（多くの場合、既に入手可能）と通信するために、チャンバ内にスピーカ及びマイクロフォンが設けられてもよい。音響リンクを介した通信を可能にするために、ソフトウェアプログラムをＤＵＴにインストールして、音響送信用のデータを聞いて話し、復号して符号化し、試験に必要なＤＵＴの制御を実行できるようにし得る。

新規な生産試験は、２つ以上のＤＵＴを同時に生産試験するようになっていてもよい。例えば、幾つかのＤＵＴを試験チャンバ内の様々な測定位置に配置することができ、それらの測定位置は全て、基準デバイスでも測定されてしまっている。特に、２つ、３つ、４つ以上のＤＵＴを共通のターンテーブル上に配置して、少なくとも一部のＤＵＴが同じ測定位置で測定されるように測定間でターンテーブルを回転させることができる。１つの実施形態では、ＤＵＴが最初に位置される全ての位置で全てのＤＵＴが測定されるようにターンテーブルが測定間で回転される。ＤＵＴからチャンバアンテナへの送信を試験する際には、全てのＤＵＴを同時に測定できるように、ＤＵＴが異なる周波数で同時に送信してもよい。ＤＵＴに異なる周波数で送信させることにより、基地局エミュレータがそれらの周波数を分離することができる。受信試験では、複数のＤＵＴが基地局エミュレータからの同じ送信を同時に聞くことができる。

チャンバは、入射電磁放射線を反射する金属などの内向きに反射する材料の壁を有する。「壁」という用語は、本出願及び本明細書中に開示されるチャンバとの関連では、任意の方向の壁、すなわち、側壁、天井、及び、床を含む壁を表わすために使用される。

しかしながら、全ての壁が必ずしも反射しているわけではない。更に、チャンバには、遅延拡散を低減してコヒーレンス帯域幅を増大させるために、１つ又は幾つかの吸収体が取り付けられてもよい。随意的な吸収体は、例えば円筒、シールド、立方体、円錐、ピラミッドなどの形態を成すチャンバ内に配置されるスタンドアロン物体として配置されてもよい。しかしながら、吸収体は、これに加えて又は代えて、チャンバの壁に設けられ、それにより、壁の内側に面する表面を少なくとも部分的に覆ってもよい。

本発明の他の態様によれば、被試験デバイス（ＤＵＴ）の生産試験のための試験装置が提供され、前記装置は、
チャンバであって、該チャンバが内部キャビティを内側に画定し、内部キャビティが、ＤＵＴを１つ又は幾つかの測定位置に配置されるときに取り囲むようになっているとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有し、それにより、内部キャビティ内で幾つかの共振モードをサポートする壁を含む、チャンバと、
内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナと、
ＤＵＴとチャンバアンテナとの間の伝送を測定するためにＤＵＴ及びチャンバアンテナに接続される測定機器と、
コントローラであって、前記測定機器を用いて、ＤＵＴと内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を幾つかの異なる静的モード分布形態で順次に測定して、前記所定のモード分布形態で測定される無線周波数伝送と、内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較するとともに、前記比較に基づいて前記ＤＵＴが許容可能であるか又は許容不可能であるかどうかを決定するようになっているコントローラと、
を備える。

本発明のこの態様に関しては、本発明の前述の第１の態様と同様の利点及び好ましい特徴が存在する。

異なる静的モード分布形態を与えるために、試験装置は、
－１つ以上の機械的に移動可能なモード撹拌器、
－２つ以上の独立に動作可能なチャンバアンテナ、及び、
－ターンテーブルなどの可動ＤＵＴホルダ、
のうちの少なくとも１つ、好ましくは２つ以上を更に備えてもよい。

試験装置は、スピーカ及びマイクロフォンを更に備え、それにより、ＤＵＴとコントローラとの間に音響インタフェースを与えてもよい。

また、試験装置は、チャンバの内部キャビティ内に配置される吸収体を備えてもよい。

本発明のこれら及び他の特徴並びに利点は、以下に記載される実施形態に関連して以下で更に明らかにされる。

目的を実証するため、以下、添付図面に示される本発明の実施形態に関連して、本発明を更に詳しく説明する。

本発明の一実施形態に係る試験装置の概略図である。 測定チャンバの一実施形態をより詳細に示す、部分分解斜視図である。 測定チャンバの他の実施形態の上から見た概略図である。 異なる静的モード分配形態を示す概略図である。 異なる静的モード分配形態を示す概略図である。 測定された参照サンプルと共に測定されたＤＵＴサンプルを示す図である。 測定された参照サンプルと共に測定されたＤＵＴサンプルを示す図である。 測定された参照サンプルと共に測定されたＤＵＴサンプルを示す図である。 測定装置の他の実施形態の概略図である。 本発明の一実施形態に係る被試験デバイスの生産試験のための方法の概略フローチャート図である。

以下の詳細な説明では、本発明の好ましい実施形態が記載される。しかしながら、他に特に何も示唆されなければ、異なる実施形態の特徴が、実施形態間で交換可能であるとともに、異なる方法で組み合わされてもよいことが理解されるべきである。以下の説明では、本発明のより完全な理解を与えるために多くの具体的な詳細が記載されるが、当業者に明らかなように、本発明はこれらの特定の詳細を伴わずに実施されてもよい。他の例では、本発明を分かり難くしないように、良く知られた構成又は機能が詳細に記載されない。

図１は、アンテナ、モバイル端末、又は、無線端末などの、具体的にはマルチパス環境で使用されるようになっているアンテナ及び端末のための被試験デバイス（ＤＵＴ）３の生産試験のための試験装置１の実施形態を示す。測定装置はチャンバ２を備える。チャンバ２は、内部キャビティ４を画定／形成するとともに、マルチパス環境をシミュレートするために少なくとも幾つかが電磁反射材料の内側に面する表面を有する一組の壁内でＤＵＴ３を取り囲むように配置される。壁には、例えば、それらの内面に金属箔又は金属プレートを設けることができる。

チャンバ２は、任意のサイズ及び形状を有することができる。しかしながら、好ましくは、チャンバ２は、長方形又は立方体の形状を成し、持ち運びできるように寸法付けられる。例えば、チャンバ２は、０．１ｍ^３～１ｍ^３の空間を有する内部キャビティ４を画定／形成するように配置され得る。特に、チャンバの幅は、標準的な１９インチラックに適合するように約１９インチ（４８．３ｃｍ）であることが好ましい。実現が容易な他の形状は、平坦な床及び天井を伴うとともに円、楕円、又は、多角形を形成する水平断面を伴う垂直壁である。

更に、キャビティ４内に配置された少なくとも１つ、好ましくは幾つかのチャンバアンテナ５が設けられる。第１のチャンバアンテナ５は、ホーンアンテナ、電気モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、マイクロストリップアンテナ、電気モノポールアンテナなどを備えることができる。

チャンバアンテナ５は、測定機器１１及びコントローラ１２を備える制御システム１０に接続される。

チャンバアンテナとＤＵＴとの間に直接的な見通しが存在してもよいが、直接的な見通しを妨げるためにシールドなど（図示せず）を設けることも実現可能である。

測定中、測定機器１０は、ＤＵＴ３の性能を測定して最終的に特徴付けることができるようにチャンバアンテナ５とＤＵＴ３との間の送信を測定するべくＤＵＴ３及びチャンバアンテナ５に接続される。測定機器１０は、ネットワークアナライザ又はスペクトルアナライザであってもよい。測定装置１は、例えばコントローラ１２に組み込まれる解析手段を更に含んでもよい。コントローラは、例えば、測定機器１０に接続されるラップトップ又はＰＣなどのコンピューティングデバイスであってもよい。コントローラ及び測定機器を含む制御システムは、集中型で一体型の制御器として単一ユニット内に配置されてもよいが、分散システムとして互いに接続される幾つかの個別ユニット内に配置されてもよい。

更に、試験装置１は、側壁の内面上に又はスタンドアロン構成要素として配置される１つ又は幾つかの吸収体７を備えてもよい。

チャンバ２によって形成されるキャビティ４内には、モード撹拌器８として機能する少なくとも１つの可動物体を設けることができる。チャンバ２内のモード分布を得るために使用されるそのような可動物体は、それ自体当技術分野において知られており、同一出願人による国際公開第２０１２／１７１５６２号パンフレットに記載され、その文献は参照により本願に組み入れられ、また、可動物体は様々な形態を成してよい。例えば、可動物体は、図１に示されるように、回転軸の周りで回転可能な物体を備えてもよい。他の可能性は、プレートなどの長尺物体を使用することであり、長尺物体は、例えば、サーボモータ又はステップモータなどの駆動手段によって回転されるネジと、長尺の細い物体が締結されるこのネジ上のナットとによって移動できる。しかしながら、長尺物体を移動するために他の手段を使用することもできる。長くて細い物体は金属シートの形状を成してもよいが、該物体は多くの他の形状を有することもでき、例えばこの物体に不規則な形状を与えることが有利である。モータ８１がモード撹拌器８を動かすために設けられてもよく、モータは制御システム１０に接続されてもよい。モード撹拌器を動かすことにより、チャンバ内で異なるモード分布形態が起こる。

試験装置は、これに加えて又は代えて、測定中にＤＵＴ３が位置される回転可能なプラットフォーム又はターンテーブルなどのＤＵＴ用の可動ホルダ９を備えてもよい。また、可動ホルダはモータ９１によって動作されてもよく、モータ９１は制御システムに接続されてもよい。可動ホルダ９を動かすことにより、チャンバ内のモード分布が変化し、更に、チャンバ内のモード分布が不均一である場合、ＤＵＴにより受けられるモード分布は、ＤＵＴの他の位置への移動に起因して変化する。

少なくとも２つの移動物体を使用する際には、それらの移動物体を同時に又は連続して移動させることができる。

可動物体は、機能的にフィールド撹拌器又はモード撹拌器と称される場合があり、回転、並進、回動などによって連続的にチャンバの長さ及び／又は幅全体にわたって移動されるように動作可能であることが好ましい。このようにして、チャンバの内部構造内の連続的な変動がもたらされる。変動は、フィールド撹拌器が走査するにつれてチャンバ内で電磁波の複数の変化する反射を引き起こす。これらの変化する反射波は、互いに異なって干渉し、様々な励起を伴うモードを形成する。

チャンバ内のモード分布は、一度に１つのチャンバアンテナのみを使用するなど、チャンバアンテナの制御された動作によって、或いは、チャンバアンテナの様々な組み合わせを使用することによって変更することもできる。

また、キャビティ内にビデオカメラ（図示せず）が配置されてもよい。ビデオカメラは、試験中にチャンバの内部からチャンバの外部へとビデオ情報を転送することができる。ビデオ情報が制御システムに転送されてもよく、また、ビデオ情報が測定データに関連付けられてもよい。

更に、好ましくは、ビデオカメラから受信されるビデオ情報を再生できるディスプレイがキャビティの外側に配置されて設けられる。例えば、ディスプレイは、チャンバの外壁に及び／又はスタンドアロン測定機器１１又はＰＣなどのコントローラ１２に装着されてもよい。

測定チャンバ及び該測定チャンバが動作され得る方法に関するより一般的な詳細及び例は、米国特許第７４４４２６４号明細書及び米国特許第７２８６９６１号明細書から入手可能であり、これにより、前記特許のいずれも参照によりそれらの全体が本願に組み入れられる。

試験中、ＤＵＴは、ＤＵＴを適切な試験モードに設定するべく制御されるために、試験されるべき無線チャネルを切り換えるために、ＤＵＴがどんな電力レベルを受信するのか及び他のタスクを報告するために、通信リンクを必要とする場合がある。ＤＵＴと制御システムとの間の通信は、例えばＵＳＢインタフェースにより接続されるケーブルを介して行なわれてもよい。更に、好ましくは、無線リンクにより、例えば音響リンクを介して、通信が行なわれてもよい。この目的のため、ＤＵＴからの音響信号を受信するため及びＤＵＴによって受信されるべき音声信号を送出するためにそれぞれ、マイクロフォン６１及びスピーカ６２がキャビティ内に設けられてもよい。制御システム及びＤＵＴにはいずれも、音響伝送のためのデータを復号して符号化するため、及び、そのようなデータに基づいて試験にとって必要なＤＵＴの制御を実行するべく、ソフトウェアプログラムが設けられることが好ましい。

図２には、チャンバの他の実施形態がより詳細に示される。ここで、チャンバは、チャンバリアフレーム部分２２とチャンバフロントフレーム部分２４とから形成される。これらの部分はチャンバのフレームを形成する。フレーム部分は、前部及び後部に側壁を更に含む。側蓋２３（１つのみが示される）が、フレームに接続されるとともに、前部と後部との間で延びる側方を覆う。また、後蓋２１及び上蓋２１も、フレームに接続されるとともに、チャンバの上端及び下端を覆うように設けられる。アクセス開口が前側に設けられる。例示的な例では、アクセス開口が取り外し可能なドア２５によって覆われる。ここで、ドアは、ネジ２７及びボルト２８によって前部に接続される。ＥＭＩガスケット２６が開口の縁の周りに更に配置されてもよい。

取り外し可能なドアを使用する代わりに、開閉のために回動され得るヒンジドアを使用することもできる。ドアを省くこともでき、例えば、導波路の形態で開口を設けて、外部への放射線を遮断することもできる。そのような導波路開口配置は、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１６０７１７号明細書に開示されたタイプのものであってもよく、前記文献は、参照によりその全体が本願に組み入れられる。

図２の例示的な例において、測定されるべきＤＵＴは、静的な回転不能なＤＵＴホルダ９’上に配置される。このＤＵＴホルダは、例えば、ＤＵＴ３を受けるための凹部を伴う固定具の形態を成してもよく、低誘電材料から形成されるのが好ましい。しかしながら、前述のように、ターンテーブルなどの回転可能なＤＵＴホルダを使用することもできる。更にまた、測定チャンバ内へのＤＵＴの自動挿入及び除去のために、コンベアなどを使用することができる。そのような自動化された手順は、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１６０７１７号明細書に開示されているのと同じ方法で成されてもよい。

更に別の方法として、図３に示されるように、ＤＵＴホルダを引き出しに設けることもできる。ここで、ＤＵＴをＤＵＴホルダにおける指定された位置に配置するために引き出しが測定チャンバから引き出され、その後、測定及び試験のために引き出しを元の測定チャンバに押し込んでもよい。引き出しは、この実施形態では、１つ以上のＤＵＴを受け入れるように配置されるＤＵＴホルダ９’’を備えてもよい。

幾つかのＤＵＴを同時に測定することもできる。この目的のため、ＤＵＴホルダは、幾つかのＤＵＴを同時に保持するように配置されてもよい。その後、ＤＵＴは、試験手順の全体にわたって静止状態に維持されて、常に同じ測定位置であるが、異なる測定位置にあるＤＵＴと共に測定されてもよい。しかしながら、測定間でＤＵＴを移動させて、２つ以上の異なる測定位置で各ＤＵＴを測定することもできる。

図２の例示的な例では、複数のチャンバアンテナ５が後壁及び上蓋の両方に設けられる。この例では、９個のアンテナが後壁に設けられるとともに、９個のアンテナが天井に設けられる。

しかしながら、これは単なる一例であり、任意の数のアンテナが使用されてもよい。

更に、図２のチャンバは、回転可能なモード撹拌器を備える。ここで、モード撹拌器は２つのモード撹拌プレート８２、８３を備え、これらのモード撹拌プレートは、互いに接続されるとともに、モード撹拌器の回転のための軸を形成するシャフト８４に取り付けられる。シャフトは、アクスルカップリング８５を介して上蓋２１の上に配置されるステッピングモータなどのモータ８１に接続される。

図６は、ここでは制御システムを更に詳細に示す、試験装置の一実施形態の更なる例を例示する。ここで、制御システムは、測定コンピュータの形態を成す測定機器１１と、撹拌器制御コンピュータの形態を成すコントローラ１２とを備える。測定コンピュータ及び撹拌器制御コンピュータは、例えば光ファイバを介して互いに接続される。撹拌器制御コンピュータは、モード撹拌器８を動かすためのモータ８１を備えるモータボックスに更に接続される。撹拌器制御コンピュータはスイッチマトリクス１３に更に接続されてもよい。スイッチマトリクスは基地局エミュレータ１４に更に接続される。

モード撹拌器の位置、ＤＵＴの測定位置、及び／又はチャンバアンテナの動作を変えることにより、例えば、異なるチャンバアンテナ又はチャンバアンテナの異なる組み合わせでキャビティを励起することにより、チャンバ内のモード分布形態が変化する。これが図４ａ及び図４ｂに概略的に示されており、この場合、図４ａは、第１のモード分布形態における１つの測定位置でのＤＵＴの測定を示し、図４ｂは、同じ位置であるが第２の異なるモード分布形態を伴う同じＤＵＴの測定を示す。ＤＵＴと試験機器との間の結合は、これらの状態のそれぞれにおいて異なる。

図７には、本発明の一実施形態に係る被試験デバイスの生産試験のための方法の概略フローチャート図が示される。この方法は、ステップＳ１として、事前に承認されて所定の品質基準を満たすことが分かっているゴールデンデバイスである基準ＤＵＴの測定を含む。基準ＤＵＴは、複数の異なる静的モード分布形態で測定され、場合によっては多くの異なる測定位置でも測定される。それぞれのモード分布形態ごとの測定データは、モード撹拌器の位置、デバイスの測定位置、チャンバアンテナの動作などのそれぞれの測定ごとの正確な状況に関する情報と共に記憶される。

その後、ステップＳ２において、ゴールデンデバイスが測定された測定位置で測定チャンバ内にＤＵＴが配置される。その後、出力電力及び／又は受信機感度が、この位置にあるＤＵＴに関してこのモード分布形態により測定される（ステップＳ４）。その後、ステップＳ５では、更なる測定サンプルが必要とされるかどうかが決定される。これは、得られるべき所定数のサンプルと比較されるべく例えばカウンタによって決定される。必要とされるサンプルの数は例えば１６～４８の範囲であってもよい。より多くのサンプルが必要とされる場合には、ステップＳ６において、例えばＤＵＴを移動させる、モード撹拌器を動かす、チャンバアンテナの動作を変更するなどして、モード分布形態が変更されて、継続的な測定のために方法がステップＳ４に戻る。

これにより、信号の一連のサンプルが、各サンプルにおいて異なるモード形態により測定される。各モード形態は、被試験デバイス上の入射波面の異なるシナリオを表わす。

これ以上のサンプルが必要ない場合には、プロセスがステップＳ７に移行し、このステップＳ７では、それぞれのサンプルごとに測定されたデータがゴールデンデバイスの測定時に得られた基準データと比較される。ここで、各測定データは、全く同じ状況にわたって、つまり、同じモード分布形態により同じ測定位置でゴールデンデバイスを測定する際に得られる基準データと比較される。

この比較に基づいて、ＤＵＴが許容できるかどうかどうか、すなわち、ＤＵＴが合格であるか又はそうでないか、つまり不合格かどうかが決定される。これは、例えば全ての測定サンプルなどでゴールデンデバイスからの許容最大偏差を決めることによって決定される。しかしながら、好ましくは、決定は、ＤＵＴにおけるサンプルに関する測定データのプロットとゴールデンデバイスにおける対応する測定データに関するプロットとの間のオフセット及び／又は相関を見ることによって行なわれる。閾値は、試験されたＤＵＴが許容可能か否かを決定する際に使用されるべきオフセット及び相関のいずれか一方又は両方に関して決定されてもよい。

オフセット及び相関における違いの例が図５ａ～図５ｃに示される。図５ａ～図５ｃは、測定された送信電力（ｄＢ）を１，２等の番号が付された各サンプルに関して示す。１つの曲線は、測定されたＤＵＴに関する測定値を示し、また、１つの曲線は、ゴールデンデバイスを測定することにより得られる較正測定値を示す。

図５ａでは、較正測定値とＤＵＴ測定値との間に強い相関があり、曲線間にオフセットはない。これは、試験されたＤＵＴが良好であって所定の品質基準を満たすことを示す。

図５ｂでは、曲線間に強い相関もあるが、曲線は互いにオフセットしている。これは、試験されたＤＵＴの無線通信が欠陥であり、試験されたＤＵＴが所定の品質基準を満たしていないという表示である。

図５ｃでは、曲線間の相関が低く、試験されたＤＵＴが欠陥のあるアンテナを有することを示している。この場合も、試験されたＤＵＴは所定の品質基準を満たしていない。

図７のプロセスに戻ると、その後、ステップＳ９において、より多くのＤＵＴが試験されるべきかどうかが決定され、そうであれば、プロセスがステップＳ３に戻り、新たなＤＵＴが測定チャンバ内に配置される。

多くのＤＵＴが試験されるべき場合には、最初から、すなわち、ステップＳ２からプロセスを再起動することによりシステムを時々較正してゴールデンデバイスを再び測定する必要があるかもしれない。したがって、プロセスが再起動され、セットアップが安定しているようにするべく、規則的な間隔で、ゴールデンデバイスが再び測定される。

以上、特定の実施形態に関連して本発明を説明してきた。更に、試験装置及び方法の幾つかの変形が実現可能である。例えば、前述の様々な特徴が様々な態様で組み合わされてもよい。そのような及び他の明白な変更は、本発明が添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の範囲内にあると見なされなければならない。前述の実施形態が本発明の例示であって本発明を限定するものではなく、また、当業者は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの別の実施形態を設計できることに留意すべきである。特許請求の範囲において、括弧内にある任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、特許請求の範囲に挙げられる要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に先行する単語「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」は、複数のそのような要素の存在を排除しない。更に、単一のユニットが特許請求の範囲に挙げられた幾つかの手段の機能を果たしてもよい。

Claims (14)

1. チャンバ内の被試験デバイス（ＤＵＴ）の生産試験のための方法であって、前記チャンバが内部キャビティを内側に画定し、前記内部キャビティは、前記ＤＵＴを取り囲むようになっているとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、前記内部キャビティ内で幾つかの共振モードをサポートするものである、前記方法は、
   前記内部キャビティ内の１つ又は幾つかの測定位置に前記ＤＵＴを配置するステップと、
   前記ＤＵＴと前記内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を幾つかの異なる静的モード分布形態で順次に測定するステップと、
   前記静的モード分布形態で測定される前記無線周波数伝送と、前記内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較するステップと、
   前記比較に基づいて前記ＤＵＴが許容可能であるか又は許容不可能であるかどうかを決定するステップと、
   を含み、
   前記方法が２つ以上のＤＵＴを同時に生産試験するようになっており、
   前記２つ以上のＤＵＴから前記チャンバアンテナへの送信を試験するとき、前記２つ以上のＤＵＴが異なる周波数で同時に送信する、方法。
2. 前記チャンバが少なくとも１つの可動モード撹拌器を備え、前記モード撹拌器を異なる位置へ移動することにより異なる静的モード分布形態が得られる、請求項１に記載の方法。
3. 前記チャンバが２つ以上のチャンバアンテナを備え、異なるチャンバアンテナを使用することにより異なる静的モード分布形態が得られる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記チャンバが、可動ＤＵＴホルダを備え、それにより、複数の測定位置を規定し、異なる測定位置を使用することにより異なる静的モード分布形態が得られる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 順次に測定される前記静的モード分布形態の数が少なくとも５以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 順次に測定される前記静的モード分布形態の数が１００未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ＤＵＴと少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を測定する前記ステップは、前記ＤＵＴから前記チャンバアンテナへの無線周波数伝送における放射電力を測定するステップ、及び、前記チャンバアンテナから前記ＤＵＴへの無線周波数伝送における受信機感度を測定するステップのうちの少なくとも一方を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記静的モード分布形態で測定される無線周波数伝送と、前記内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ前記静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較する前記ステップは、前記ＤＵＴ及び前記基準デバイスにおける測定値間の相関及びオフセットのうちの少なくとも一方の決定を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ＤＵＴは、無線インタフェースを介して、前記チャンバのコントローラに接続される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 被試験デバイス（ＤＵＴ）の生産試験のための装置において、
    チャンバであって、該チャンバが内部キャビティを内側に画定し、前記内部キャビティが、前記ＤＵＴを１つ又は幾つかの測定位置に配置されるときに取り囲むようになっているとともに、電磁反射材料の内側に面する表面を有する壁を含み、それにより、前記内部キャビティ内で幾つかの共振モードをサポートするものである、チャンバと、
    前記内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナと、
    前記ＤＵＴと前記チャンバアンテナとの間の伝送を測定するために前記ＤＵＴ及び前記チャンバアンテナに接続される測定機器と、
    コントローラであって、前記測定機器を用いて、前記ＤＵＴと前記内部キャビティ内に配置される少なくとも１つのチャンバアンテナとの間の無線周波数伝送を幾つかの異なる静的モード分布形態で順次に測定して、前記静的モード分布形態で測定される前記無線周波数伝送と、前記内部キャビティ内の同じ測定位置に同じ静的モード分布形態で配置される基準デバイスの測定から得られる基準値とを比較するとともに、前記比較に基づいて前記ＤＵＴが許容可能であるか又は許容不可能であるかどうかを決定するようになっているコントローラと、
    を備え、
    前記装置が２つ以上のＤＵＴを同時に生産試験するようになっており、
    前記２つ以上のＤＵＴから前記チャンバアンテナへの送信を試験するとき、前記２つ以上のＤＵＴが異なる周波数で同時に送信する装置。
11. 前記チャンバが幅、長さ、及び、高さを有し、それらのうちの少なくとも１つが、１メートル未満である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記静的モード分布形態をもたらすためにモード撹拌器を更に備える、請求項１０又は１１に記載の装置。
13. スピーカ及びマイクロフォンを更に備え、それにより、前記ＤＵＴと前記コントローラとの間に音響インタフェースを与える、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記チャンバの前記内部キャビティ内に配置される吸収体を更に備える、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の装置。

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