リバブレーションチャンバを使用したBLEの通信品質試験

BLE（Bluetooth Low Energy）の通信品質試験について

様々な家電製品で使用されており、近年では自動車の車載機器にも搭載されている「Bluetooth Low Energy（BLE）」はISMバンドの１つである2.4GHz帯を利用して通信を行っています。

このISMバンドは「Industry（工業）」「Science（科学）」「Medical（医療）」の３つの用途に利用することを目的とした周波数帯で、身近なところでは電子レンジなどの比較的大きい出力の高周波を使用する機器（高周波利用設備）がこれにあたります。

この為、ISMバンドを利用して通信を行うBLEはこれら高周波利用設備からの干渉を許容しなければならず、さらにWiFiなども同周波数帯を利用しているため通信品質の確保が課題となります。

他の機器による干渉を試験するためには様々な方法が採られますが、その一つに電波暗室内でアンテナから妨害波を照射するという方法があります。この方法は信号発生器から妨害波を出力しアンテナから照射するというものですが、常に１方向からしか照射することができない為に実際の使用状況とは少々異なる環境での試験にならざるを得ません。

そこで実際の使用状況により近い環境で試験を行う手段として、近年ではリバブレーションチャンバが使用されるようになってきました。

リバブレーションチャンバは、シールドルーム内にアンテナから電磁波が放射された状態で室内に設置されたスターラーと呼ばれる撹拌機（通常は金属の板を複数枚組み合わせた形状をしている）を回転させます。これにより様々な方向から被試験器に電磁波が照射されるなど、実際の環境に近い状態での試験が可能になります。

この時の妨害波は、信号発生器から出力された信号をRFアンプで増幅したもので模擬を行います。例として、WiFiはIEEE802.11の各変調オプションが搭載されたもの、電子レンジはAMとFMを組み合わせたもの又はパルス変調を用いることでそれぞれの妨害波を模擬します。

また5G端末などの試験には、小型のチャンバとコミュニケーションアナライザが使用される場合もあります。

リアルタイム・スペクトラム・アナライザによるBLE信号の捕捉

今回使用した計測器類

キーサイト・テクノロジー
FieldFoxハンドヘルドマイクロ波スペクトラムアナライザ
N9961A

• 周波数レンジ：5 kHz～44 GHz
• リアルタイム・スペクトラム・アナライザオプション
• 持ち運びやすい軽さ（約3.2kg）
• コネクタ：2.4mm(m)

Aaronia
アンテナ
HyperLOG 7060

• 周波数レンジ：700 MHz～6 GHz
• 軽量/コンパクト（長さ：340mm, 重量：250g）
• コネクタ：SMA(f)

Rohde & Schwarz GmbH & Co.KG
妨害波発生用信号発生器
SMCV100B

• 周波数レンジ：4 kHz～3 GHz
• opK254：IEEE 802.11a/b/g/nソフトウェア・ライセンス
• 出力ﾚﾍﾞﾙ：-120～+15 dBm
• コネクタ：N(f)

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