CN106164684A - 电场强度算出程序、电场强度算出装置及电场强度算出方法 - Google Patents

Abstract

本发明根据印刷电路的近场的磁场强度算出印刷电路的远场电场强度。运算装置(30)对印刷电路(40)的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定印刷电路(40)的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、和印刷电路(40)的近磁场的评价对象频率分量的强度从最大强度衰减第一既定比率的范围的面积S1，并根据面积S1、产生所述最大强度的近磁场的电流值、评价对象频率、距离r、比例系数算出与印刷电路(40)相距距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度。

Description

电场强度算出程序、电场强度算出装置及电场强度算出方法

技术领域

本发明涉及电场强度算出程序、电场强度算出装置以及电场强度算出方法。

背景技术

在开发印刷电路时，通过EMC(电磁兼容性)试验对印刷电路的远场电场强度进行评价，在远场电场强度为标准外的情况下，在采取EMC对策之后通过EMC试验对印刷电路的远场电场强度进行再评价。此外，作为EMC对策，通过测定近场的电磁波强度(电场强度和/或磁场强度)来确定印刷电路的噪声源，并对确定的噪声源实施降低噪声的对策。

虽然在开发印刷电路时会进行上述的步骤，但是存在不进行多次EMC对策就不能使远场电场强度收敛到标准内的情况，换言之，存在要进行多次无意义的EMC试验的情况。而且，EMC试验是需要特别的大型设备且其实施需要耗费很多工时的试验，因此提出了用于根据近场的电磁波强度的测定结果来算出(推定)远场电场强度的各种技术(例如，参照专利文献1)。但是，当前尚未开发出能够根据印刷电路的近场的电磁波强度简单地(不需要复杂的运算的形式)算出印刷电路的远场电场强度的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-185973号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述现状而完成的，本发明的课题在于，提供一种能够根据印刷电路的近场的磁场强度简单地算出印刷电路的远场电场强度的技术。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的第一方式的电场强度算出程序使计算机作为如下单元发挥功能：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、和将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1；以及

算出单元，使用所述面积S1、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度E，

[数学式1]

$E=K_d\·\frac{S1\·i_d\·f^2}{r}.$

即，通过计算机执行本发明的第一方式的电场强度算出程序而实现的确定单元、算出单元进行的各处理是不需要复杂的运算的处理。此外，根据实验结果能够确认，在i_d的单位为A、S1的单位为m²、f的单位为Hz、印刷电路的基板为单层基板的情况下，例如通过设为K_d≈2.63×10^-14、第一既定比率≈1/2，从而利用上述算出式可算出开放区域中的接近实测值的远场电场强度E(单位为V/m)。因此，如果使用本发明的第一方式的电场强度算出程序，则能根据基板为单层基板的印刷电路的近场的磁场强度简单地算出该印刷电路的远场电场强度。

此外，本发明的第二方式的电场强度算出程序使计算机作为如下单元发挥功能：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1、以及将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第二既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S2；以及

算出单元，使用所述面积S1、所述面积S2、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度E，

[数学式2]

$E=K_d\·\frac{(S1+S2)\·i_d\·f^2}{r}.$

即，通过计算机执行本发明的第二方式的电场强度算出程序而实现的确定单元、算出单元进行的各处理是不需要复杂的运算的处理。此外，根据实验结果能够确认，在i_d的单位为A、S1、S2的单位为m²、f的单位为Hz、印刷电路的基板为多层基板的情况下，例如通过设为K_d≈2.63×10^-14第一既定比率≈1/2、第二既定比率≈1/4，从而利用上述算出式可算出开放区域中的接近实测值的远场电场强度E(单位为V/m)。因此，如果使用本发明的第二方式的电场强度算出程序，则能够根据基板为多层基板的印刷电路的近场的磁场强度简单地算出该印刷电路的远场电场强度。

也可以将本发明的第二方式的电场强度算出程序制作(编程)为，使所述确定单元为对彼此不同的多个评价对象频率的每一个确定所述最大强度、所述面积S1以及所述面积S2的单元，使所述算出单元为对所述多个评价对象频率的每一个使用所述算出式算出所述远场电场强度E的单元。

此外，也可以将本发明的第二方式的电场强度算出程序制作为，使所述确定单元为对彼此不同的多个评价对象频率的每一个使用与该评价对象频率对应的一组值作为所述第一既定比率和所述第二既定比率来确定所述面积S1和所述面积S2的单元，使所述算出单元为对所述多个评价对象频率的每一个使用所述算出式算出所述远场电场强度E的单元。另外，如果将本发明的第二方式的电场强度算出程序制作为使各单元成为如上所述的单元，则能够以特别高的精度算出远场电场强度E。

此外，为了提高低频区域中的远场电场强度E的算出精度，也可以使本发明的第二方式的电场强度算出程序为如下程序，即，还使所述计算机作为如下单元发挥功能：“修正单元，对于通过所述算出单元针对比既定频率低的评价对象频率算出的远场电场强度E，实施与评价对象频率相应的量的修正”。

也可以使本发明的各方式的电场强度算出程序为如下程序，即，还使所述计算机作为如下单元发挥功能：“控制单元，对测定装置进行控制，该测定装置与所述计算机连接，并且通过使近磁场探测器相对于所述印刷电路的相对位置变化来测定印刷电路的电路面侧的近磁场强度分布”。此外，在使本发明的各方式的电场强度算出程序为如上所述的程序的情况下，能够使控制单元为如下的单元，即，“在得到所述印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果之前，通过控制所述测定装置来搜索所述印刷电路中的、近磁场的评价对象频率分量的强度变为最大的部分，在得到所述印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果时，控制所述测定装置而使得：通过所述近磁场探测器来测定包含搜索出的位置且呈格子状排列的多个位置的近磁场强度”。另外，如果使控制单元为如上所述的单元，则能够抑制由于近磁场强度的测定点的位置不合适而造成远场电场强度的算出精度下降。

本发明的电场强度算出装置具备：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1、以及将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第二既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S2；以及

算出单元，使用所述面积S1、所述面积S2、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度，

[数学式3]

$E=K_d\·\frac{(S1+S2)\·i_d\·f^2}{r}.$

此外，在本发明的电场强度算出方法中，通过使计算机执行如下步骤，从而算出远场电场强度：

对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、和将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1的步骤；以及

使用所述面积S1、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度的步骤，

[数学式4]

$E=K_d\·\frac{(S1+S2)\·i_d\·f^2}{r}.$

因此，根据本发明的电场强度算出装置/方法，能够根据基板为多层基板的印刷电路的近场的磁场强度简单地算出该印刷电路的远场电场强度。

发明效果

根据本发明，能够根据印刷电路的近场的磁场强度简单地算出该印刷电路的远场电场强度。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的电场强度算出系统的结构图。

图2是第一实施方式涉及的电场强度算出系统具备的运算装置的结构图。

图3是第一实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置执行的测定/算出处理的流程图。

图4是本发明的第二实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置执行的测定/算出处理的流程图。

图5是通过第二实施方式涉及的电场强度算出系统算出的远场电场强度的精度的说明图。

图6是本发明的第三实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置执行的测定/算出处理的流程图。

图7是在图6的测定/算出处理过程中为了算出修正量而使用的函数的说明图。

图8是本发明的第四实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置执行的测定/算出处理的流程图。

图9是在图8的测定/算出处理过程中使用的对应关系规定信息的说明图。

图10是本发明的第五实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置执行的测定/算出处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

《第一实施方式》

在图1示出本发明的第一实施方式涉及的电场强度算出系统的概略结构。

本实施方式涉及的电场强度算出系统是作为用于算出使用了单层基板(单面基板)的印刷电路40的远场电场强度的系统而开发的。如图所示，电场强度算出系统具备近磁场测定装置10、频谱分析器20以及运算装置30。

近磁场测定装置10是用于测定印刷电路40的近磁场分布的装置。近磁场测定装置10具备载置印刷电路40的工作台13、近磁场探测器11、用于放大近磁场探测器11的输出的前置放大器12、以及用于控制(变更)近磁场探测器11相对于工作台13的位置的位置控制机构(省略图示)。

另外，图示的近磁场测定装置10是设置在屏蔽室或电波暗室50内使用的、近磁场探测器11在工作台13上移动的装置，近磁场测定装置10也可以具备作为电波暗室发挥功能的框体。此外，近磁场测定装置10也可以是近磁场探测器11相对于装置框体固定且工作台13在近磁场探测器11下移动的装置。

近磁场测定装置10的近磁场探测器11例如是在其前端部具备屏蔽环形线圈的探测器。近磁场探测器11可以是测定与印刷电路40的基板平行的方向上的磁场强度的探测器，也可以是测定与印刷电路40的基板垂直的方向上的磁场强度的探测器。但是，在近磁场探测器11是测定与印刷电路40的基板平行的方向上的磁场强度的探测器的情况下，近磁场测定装置10的位置控制机构优选能够使近磁场探测器11(或工作台13)旋转。

此外，印刷电路40的部件面的高度根据位置(有无部件)而不同。而且，在印刷电路40的上表面与近磁场探测器11之间的间隔固定时能够更准确地测定近磁场强度。因此，作为近磁场测定装置10，可以采用如下的近磁场测定装置10，即，具备测定印刷电路40的部件面的高度的激光测距仪，基于该激光测距仪的测定结果对近磁场探测器11的高度进行自动控制，使得印刷电路40的上表面与近磁场探测器11之间的间隔固定。

频谱分析器20是用于对由近磁场探测器11测定的近磁场强度进行频率分析的装置。作为该频谱分析器20(以下，也记为分析器20)，例如使用可进行几MHz～1000MHz左右的范围的频率分析的频谱分析器20。

像在图2示意性地示出的那样，运算装置30是在具备CPU31、ROM、RAM、HDD33等且安装有OS(operating system：操作系统)、各种驱动器的计算机中安装了电场强度算出程序35的装置。安装电场强度算出程序35的计算机只要具备用于在近磁场测定装置10与频谱分析器20之间进行通信的接口(例如，GPIB接口)即可，可以是便携式的计算机，也可以是台式的计算机。此外，通常从CD-ROM(compact disc read-only memory：只读光盘)、DVD(digital versatile disc：数字化视频光盘)等移动式记录介质向计算机安装电场强度算出程序35。

以下，对由CPU31执行电场强度算出程序35(以及OS)的情况下的运算装置30的工作进行说明。另外，在以下的说明中，用户是指电场强度算出系统的操作者。

由CPU31执行电场强度算出程序35的运算装置30作为能够执行设定接受处理、测定/算出处理、输出处理的装置进行工作。设定接受处理、测定/算出处理以及输出处理都是在由用户指示执行该处理的情况下由运算装置30开始进行的处理。而且，开始进行各处理的运算装置30像以下那样进行工作。

<设定接受处理>

开始进行设定接受处理的运算装置30成为接受以下的信息的设定(输入)的状态。

·近磁场的测定范围

·近磁场的测定间隔

·算出远场电场强度的一个以上的频率(以下，记为评价对象频率)

·远场电场强度的算出位置距评价对象印刷电路40的距离r(单位为m)

由用户设定的近磁场的测定范围是用工作台13的载置了评价对象印刷电路40的区域的坐标范围来指定进行测定/算出处理(后面详述)时的近磁场探测器11的扫描范围的信息。近磁场的测定间隔是指定进行测定/算出处理时的每次测定的近磁场探测器11在X、Y方向上的移动量的信息。当该测定间隔过宽时，将不能准确地测定评价对象印刷电路40的近磁场分布。因此，作为测定间隔，通常设定为与近磁场探测器11的空间分辨率(半值半宽)相同程度的值。具体地，在近磁场探测器11的空间分辨率为1mm的情况下，作为测定间隔，例如可设为2^1/2mm。

在用户指示完成了设定时，运算装置30将由用户设定的各种信息构成的信息作为当前评价条件信息并存储在内部(运算装置30内的RAM和/或HDD33)，然后结束设定接受处理。

<输出处理>

开始进行输出处理的运算装置30基于后述的测定/算出处理的处理结果将示出远场电场强度的评价对象频率依赖性的图表显示在显示器上。然后，运算装置30按照用户的指示进行使连接于运算装置30的印刷机印刷该图表的处理、将各评价对象频率下的远场电场强度的列表显示在显示器上的处理等。然后，在由用户指示处理结束时，运算装置30结束输出处理，并成为接受其它处理的执行指示的状态。

<测定/算出处理>

测定/算出处理是顺序如图3所示的处理。

即，开始进行该测定/算出处理的运算装置30首先基于当前评价条件信息中的近磁场的测定范围和测定间隔算出测定近磁场强度的各测定点(测定位置)的坐标(步骤S101)。

接下来，运算装置30使用最初的测定点的坐标来控制近磁场强度测定装置10，从而使近磁场探测器11移动到最初的测定点上(步骤S102)。

然后，运算装置30从分析器20获取近磁场探测器11的输出中的各评价对象频率分量的强度，并以与评价对象频率和当前测定点的坐标对应的形式存储在内部(步骤S103)。该步骤S103的处理也可以是如下处理，即，使近磁场探测器11旋转，从而求出多个方向(例如，正交的两个方向、各相差45度的四个方向)上的近磁场中的各评价对象频率分量的强度，并对求出的强度的平均值、最大值进行存储。

结束了步骤S103的处理的运算装置30判断是否完成了对全部的测定点的测定(步骤S104)。然后，在未完成对全部测定点的测定的情况(步骤S104；否)下，运算装置30返回到步骤S102，使近磁场探测器11移动到下一个测定点上，然后进行步骤S103以后的处理。

直到完成对全部测定点的测定(步骤S102和S103的处理)为止，运算装置30重复上述内容的处理。

然后，在完成了对全部测定点的测定的情况(步骤S104；是)下，运算装置30开始进行用于算出远场电场强度的处理(步骤S105以后的处理)，首先，将当前评价条件信息中的最初的评价对象频率确定为关注频率(步骤S105)。另外，该步骤S105中的最初的评价对象频率的选择算法可以是任何算法。因此，步骤S105的处理可以为选择最小的评价对象频率作为最初的评价对象频率的处理，也可以为选择最大的评价对象频率作为最初的评价对象频率的处理。

结束了步骤S105的处理的运算装置30进行求出关注频率分量信息中的最大强度并且求出流过评价对象印刷电路30的部件面时产生该最大强度的磁场的电流的电流值i_d(单位为A)的处理(步骤S106)。在此，关注频率分量信息是指，包含多个测定点的坐标和在各测定点处测定的评价对象印刷电路40的近磁场的关注频率分量的强度的信息(在步骤S103的处理中存储在运算装置30内的信息的一部分)。因此，关注频率分量信息中的最大强度是指，对评价对象印刷电路40测定的近磁场的关注频率分量的强度的最大值。

然后，运算装置30通过对关注频率分量信息进行分析，从而算出将近磁场的关注频率分量的强度比最大强度衰减6dB的位置划定为边界的范围的面积S_6dB(单位为m²)(步骤S107)。该步骤S107的处理的具体的内容没有特别限定。例如，步骤S107的处理也可以是如下处理，即，根据关注频率分量信息找出近磁场的关注频率分量的强度为以最大强度的1/2的强度(比最大强度衰减了6dB的强度)为中心的规定范围内的值的测定点，并算出被所确定的测定点包围的区域的面积，作为S_6dB。此外，步骤S107的处理也可以是如下处理，即，根据关注频率分量信息找出如上所述的测定点，并根据与找出的各测定点有关的关注频率分量的强度和各测定点的坐标通过内插法确定近磁场的关注频率分量的强度为最大强度的1/2的多个点，算出被所确定的点包围的区域的面积，作为S_6dB。

结束了步骤S107的处理的运算装置30将在步骤S106的处理中算出的i_d、在步骤S107的处理中算出的S_6dB、设定的距离r、关注频率f代入到以下的(1)式，从而算出远场电场强度E(步骤S108)。然后，运算装置30将算出的远场电场强度E以与该时间点的关注频率对应的形式存储在内部(步骤S108)。

[数学式5]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{S_{6dB}\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}...\left(1\right)$

另外，关注频率f的单位是Hz。此外，用(1)式算出的远场电场强度E是在与印刷电路40的基板面平行的方向上与印刷电路40相距r[m]的位置的电场强度(单位为V/m)。进而，(1)式中的K_d是预先设定的比例系数。为了求出开放区域中的远场电场强度E，作为该K_d，通常使用2.63×10^-14。但是，也可以使用1.316×10^-14作为K_d，从而求出自由空间中的远场电场强度E。

在此，对于将运算装置30构成(编程)为按照上述顺序(上述内容的步骤S106～S108的处理)算出远场电场强度E的装置的理由进行说明。

已知有如下方法，即，假定在印刷电路的基板上存在流过电流的微小环，并通过以下的(2)式算出印刷电路的远场电场强度。

[数学式6]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{A\&CenterDot;i_{dm}\&CenterDot;f^2}{r}...\left(2\right)$

为了使用该(2)式算出印刷电路的远场电场强度，需要求出在印刷电路的基板上存在的微小环的面积A和流过该微小环的电流的大小i_dm。然而，根据印刷电路的近磁场的测定结果来求出这些值是极为困难的。因此，发明人精心寻找了能够代替这些值使用并且可根据印刷电路的近磁场的测定结果求出的值。然后，其结果发现，如果在使用了单层基板的印刷电路40中使用上述的面积S_6dB和电流值i_d来代替A、i_dm，就可得到接近实测值的远场电场强度，因此，将运算装置30构成为按照上述顺序算出远场电场强度E的装置。

以下，对测定/算出处理(图3)的剩余的步骤的内容进行说明。

结束了步骤S108的处理的运算装置30判断是否完成了对全部的评价对象频率的处理(步骤S109)。在未完成对全部评价对象频率的处理的情况下(步骤S109；否)，运算装置30返回到步骤S105，将下一个评价对象频率确定为关注频率，然后进行步骤S106以后的处理。

然后，在完成了对全部评价对象频率的处理时(步骤S109；是)，运算装置30结束测定/算出处理(图3的处理)，成为接受输出处理、设定接受处理的执行指示的状态。

像以上说明的那样，本实施方式涉及的电场强度算出系统能够根据印刷电路40(使用了单层基板的印刷电路)的近磁场的测定结果算出(推定)该印刷电路40的远场电场强度。因此，如果用本实施方式涉及的电场强度算出系统对EMC对策后的印刷电路40进行评价，则可以在不进行EMC试验的情况下判断EMC对策后的印刷电路40是否应进一步实施EMC对策。

因此，如果使用本实施方式涉及的电场强度算出系统，就能够在开发使用了单层基板的印刷电路40等时抑制无意义地进行评价工时多的EMC试验。

《第二实施方式》

以下，使用与在对第一实施方式涉及的电场强度算出系统进行说明时使用的附图标记相同的附图标记，对本发明的第二实施方式涉及的电场强度算出系统的结构和功能进行说明。

本实施方式涉及的电场强度算出系统是作为算出使用了多层基板的印刷电路40(在双面安装有部件的印刷电路等)的远场电场强度的系统而开发的。

本实施方式涉及的电场强度算出系统的各部分的结构和功能本质上与第一实施方式涉及的电场强度算出系统的各部分的结构和功能相同。但是，本实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30构成(编程)为能够执行顺序如图4所示的测定/算出处理。

该测定/算出处理的步骤S201～S204的处理是内容分别与已经说明的步骤S101～S104的处理(参照图3)的内容相同的处理。即，在步骤S201～S204中进行如下处理：使近磁场探测器11移动到评价对象印刷电路40的各测定点上，并对移动到各测定点上的近磁场探测器11的输出中的各评价对象频率分量的强度进行测定、存储。

当完成上述处理时(步骤S204；是)，运算装置30开始进行用于算出远场电场强度的处理(步骤S205以后的处理)。然后，运算装置30将最初的评价对象频率确定为关注频率(步骤S205)，然后求出关注频率分量信息中的最大强度和产生该最大强度的磁场的电流的电流值i_d(单位为A)(步骤S206)。

然后，运算装置30对关注频率分量信息进行分析，从而算出将近磁场的关注频率分量的强度比最大强度衰减6dB的位置划定为边界的范围的面积S_6dB(单位为m²)(步骤S207)。进而，在该步骤S207中，运算装置30还进行如下处理，即，对关注频率分量信息进行分析，从而算出将近磁场的关注频率分量的强度比最大强度衰减12dB的位置划定为边界的范围的面积S_12dB(单位为m²)。

另外，该步骤S207的处理的内容也与步骤S107的处理一样没有特别限定。因此，步骤S207的处理可以是如下处理，即，根据关注频率分量信息找出近磁场的关注频率分量的强度为以最大强度的1/2或1/4的值为中心的规定范围内的值的测定点，算出被所确定的测定点包围的区域的面积，作为S_6dB或S_12dB。此外，步骤S207的处理也可以是如下处理，即，根据关注频率分量信息找出如上所述的测定点，并根据与找出的各测定点有关的关注频率分量的强度和各测定点的坐标通过内插法确定近磁场的关注频率分量的强度为最大强度的1/2或1/4的值的多个点，算出被所确定的点包围的区域的面积，作为S_6dB或S_12dB。

结束了步骤S207的处理的运算装置30将在步骤S206的处理中算出的i_d、在步骤S207的处理中算出的S_6dB和S_12dB、设定的距离r、关注频率f(单位为Hz)代入到以下的(3)式，从而算出远场电场强度E(单位为V/m)(步骤S208)。此外，运算装置30将算出的远场电场强度E以与该时间点的关注频率对应的形式存储在内部(步骤S208)。

[数学式7]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{(S_{6dB}+S_{12dB})\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}...\left(3\right)$

作为(3)式中的K_d，与(1)式中的K_d一样，为了求出开放区域中的远场电场强度E，通常使用2.63×10^-14。但是，也能够使用1.316×10^-14作为K_d，使得可求出自由空间中的远场电场强度E。

结束了步骤S208的处理的运算装置30判断是否完成了对全部的评价对象频率的处理(步骤S209)。在未完成对全部评价对象频率的处理的情况下(步骤S209；否)，运算装置30返回到步骤S205，将下一个评价对象频率确定为关注频率，然后进行步骤S206以后的处理。

在完成对全部评价对象频率的处理时(步骤S209；是)，运算装置30结束测定/算出处理(图4的处理)。然后，运算装置30成为接受输出处理、设定接受处理的执行指示的状态。

根据以上的说明可知，本实施方式涉及的运算装置30是分别使用面积之和“S_6dB+S_12dB”和电流值i_d代替(2)式中的A、i_dm来算出远场电场强度E的装置。

通过使用面积之和“S_6dB+S_12dB”和电流值i_d来代替(2)式中的A、i_dm，从而能够以高精度算出远场电场强度E的详细原理并不清楚。但是，如图5所示，如果按照上述顺序算出远场电场强度E，就能够在宽频率范围内得到与实测值(“暗室测定值”)仅相差±5dB左右的远场电场强度E(“预测值”)。

因此，如果使用本实施方式涉及的电场强度算出系统，就能够在开发使用了多层基板的印刷电路40等时抑制无意义地进行评价工时多的EMC试验。

《第三实施方式》

以下，以与第二实施方式涉及的电场强度算出系统的不同点为中心，对本发明的第三实施方式涉及的电场强度算出系统的结构和工作进行说明。

根据图5可知，第二实施方式涉及的电场强度算出系统是低频区域(大概100MHz以下的频率区域)的远场电场强度的算出精度不怎么高的系统。

第三实施方式涉及的电场强度算出系统是对第二实施方式涉及的电场强度算出系统进行改良的系统，使得低频区域的远场电场强度的算出精度提高。

具体地，第三实施方式涉及的电场强度算出系统是对第二实施方式涉及的电场强度算出系统进行改良的系统，使得由运算装置30进行顺序如图6所示的测定/算出处理。

即，当开始进行测定/算出处理时，第三实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30首先进行评价对象频率分量强度测定处理(步骤S301)。该评价对象频率分量强度测定处理是与第二实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30进行的步骤S201～S204的处理(参照图4)相同的处理。

当完成评价对象频率分量强度测定时，运算装置30开始进行用于算出远场电场强度的处理(步骤S302以后的处理)。然后，运算装置30在步骤S302～S304中分别进行内容与上述的步骤S205～S207的处理的内容相同的处理。

结束了步骤S304的处理的运算装置30将S_6dB等代入到上述的(3)式，从而算出远场电场强度E(步骤S305)。接下来，运算装置30判断该时间点的关注频率的值是否为既定频率以上(步骤S306)。在此，既定频率是指，作为能够通过(3)式算出不需要进行修正的水平的远场电场强度E的频率范围的下限值而预先设定的值(例如，100MHz)。

在关注频率的值为既定频率以上的情况下(步骤S306；是)，运算装置30将在步骤S305的处理中算出的远场电场强度E直接以与关注频率对应的形式存储在内部(步骤S308)。

另一方面，在关注频率的值小于既定频率的情况下(步骤S306；否)，运算装置30通过将关注频率作为变量的函数求出修正值(步骤S307)。然后，运算装置30将求出的修正值与在步骤S305的处理中算出的远场电场强度E相加(步骤S307)。

在步骤S307的处理时使用的将关注频率作为变量的函数是，根据由(3)式算出的远场电场强度E与实测值之间的差预先确定了其内容(系数等)的函数。该函数可以是关注频率的任意次函数。但是如图7所示，已知通过关注频率(图7的横轴的值)的一次函数“y＝-0.3395x+38.49”能够以高精度对由(3)式算出的远场电场强度E与实测值之间的差进行近似。因此，作为步骤S307的处理的“将关注频率作为变量的函数”，能够采用“-0.3395x+38.49”(x是MHz单位的关注频率)、可算出与该函数相同程度的值的函数(例如，“-0.34x+38”)。

返回到图6，继续对测定/算出处理进行说明。

结束了步骤S307的处理的运算装置30将与修正值相加后的远场电场强度E以与关注频率对应的形式存储在内部(步骤S308)。然后，运算装置30判断是否完成了对全部的评价对象频率的处理(步骤S309)。在未完成对全部评价对象频率的处理的情况下(步骤S309；否)，运算装置30返回到步骤S302，将下一个评价对象频率确定为关注频率，然后进行步骤S303以后的处理。

然后，在完成了对全部评价对象频率的处理时(步骤S309；是)，运算装置30结束该测定/算出处理，成为接受输出处理、设定接受处理的执行指示的状态。

根据以上的说明可知，本实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30是低频率的远场电场强度E的算出精度比上述的第二实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30的算出精度高的系统。

因此，如果使用本实施方式涉及的电场强度算出系统，与使用第二实施方式涉及的电场强度算出系统的情况相比，能够在开发使用了多层基板的印刷电路40等时更良好地抑制无意义地进行EMC试验。

《第四实施方式》

本发明的第四实施方式涉及的电场强度算出系统是对第二实施方式涉及的电场强度算出系统进行改良的系统，使得各频率的远场电场强度的算出精度变得更高。

具体地，第四实施方式涉及的电场强度算出系统是对第二实施方式涉及的电场强度算出系统进行改良的系统，使得由运算装置30进行顺序如图8所示的测定/算出处理。

即，开始进行该测定/算出处理的第四实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30首先进行评价对象频率分量强度测定处理(步骤S401)。该评价对象频率分量强度测定处理是与第三实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30进行的评价对象频率分量强度测定处理、第二实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30进行的步骤S201～S204的处理相同的处理。

当完成评价对象频率分量强度测定时，运算装置30开始进行用于算出远场电场强度的处理(步骤S402以后的处理)，首先在步骤S402中进行内容与上述的步骤S105、S205、S302的处理的内容相同的处理。在接下来的步骤S403中，运算装置30进行内容与步骤S106、S206、S303的处理的内容相同的处理。

然后，运算装置30参照规定关注频率与第一衰减率α以及第二衰减率β的对应关系的对应关系规定信息，从而确定与该时间点的关注频率对应的第一衰减率α以及第二衰减率β(步骤S404)。接下来，运算装置30进行对关注频率分量信息进行分析来算出面积S_αdB和面积S_βdB的处理(步骤S405)。关于对应关系规定信息，将在后面详细叙述，对应关系规定信息可以是程序35中的信息，也可以是HDD33上的信息。此外，关于第一衰减率α、第二衰减率β也将在后面进行详细叙述，面积S_XdB(X＝α、β)是指，将近磁场的关注频率分量的强度比最大强度衰减XdB的位置划定为边界的范围的面积(单位为m²)。

结束了步骤S405的处理的运算装置30将算出的S_αdB、S_βdB等代入到以下的(4)式，从而算出远场电场强度E并将其以与关注频率对应的形式存储在内部(步骤S406)。

[数学式8]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{(S_{\mathrm{\&alpha;}dB}+S_{\mathrm{\&beta;}dB})\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}...\left(4\right)$

在步骤S404的处理时参照的上述的对应关系规定信息，是其内容被确定为能够确定使通过该(4)式算出的远场电场强度E与远场电场强度的实测值大致一致的第一衰减率α与第二衰减率β的组合的信息。

具体地，对于标准的电路结构的印刷电路40(使用了多层基板的印刷电路)，当按频率描绘使通过(4)式算出的远场电场强度E与远场电场强度的实测值一致的第一衰减率α与第二衰减率β的组合时，可得到如图9所示的图表。另外，在图表的旁边示出的各数值是MHz单位的频率。

根据该图9可知，如果作为第一衰减率α和第二衰减率β分别使用6、12，则能够在频率为667.48MHz的情况下使通过(4)式算出的远场电场强度E与实测值大致一致。但是，在频率为370.86MHz的情况下，与作为第一衰减率α和第二衰减率β的组合而使用6、12的组合的情况相比，在使用6、14的组合、使用8、12.8的组合的情况下能够算出更接近实测值的远场电场强度E。

设定在运算装置30内的对应关系规定信息是基于如图9所示的实验结果确定了其内容的信息，使得能够根据关注频率来确定能够求出接近实测值的远场电场强度E的第一衰减率α与第二衰减率β的组合。

以下，对测定/算出处理(图8)的剩余的步骤的内容进行说明。

结束了步骤S406的处理的运算装置30判断是否完成了对全部的评价对象频率的处理(步骤S407)。然后，在未完成对全部评价对象频率的处理的情况下(步骤S407；否)，运算装置30返回到步骤S402，将下一个评价对象频率确定为关注频率，然后进行步骤S403以后的处理。

在完成了对全部评价对象频率的处理时(步骤S407；是)，运算装置30结束该测定/算出处理。然后，运算装置30成为接受输出处理、设定接受处理的执行指示的状态。

根据以上的说明可知，本实施方式涉及的电场强度算出系统是各频率的远场电场强度的算出精度比第二实施方式涉及的电场强度算出系统的算出精度高的系统。因此，如果使用本实施方式涉及的电场强度算出系统，则与使用第二实施方式涉及的电场强度算出系统的情况相比，能够更良好地抑制在开发使用了多层基板的印刷电路40等时无意义地进行EMC试验。

《第五实施方式》

本发明的第五实施方式涉及的电场强度算出系统是对第四实施方式涉及的电场强度算出系统进行改良的系统，使得由运算装置30进行顺序如图10所示的测定/算出处理。

该测定/算出处理的步骤S502～S507的处理是内容分别与第四实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30进行的测定/算出处理(图8)的步骤S402～S407的处理相同的处理。因此，以下只对步骤S500和S501的处理的内容进行说明。

如图10所示，当开始进行测定/算出处理时，本实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30首先进行最大强度位置确定处理(步骤S500)。

最大强度位置确定处理基本上是如下处理，即，一边变更近磁场探测器11的位置，一边测定近磁场探测器11的输出中的规定的频率分量的强度，从而确定该规定的频率分量的强度为最大的位置(以下，记为最大强度位置)的坐标。其中，最大强度位置确定处理是为了在比较短的时间内完成处理而按照以下的顺序来确定最大强度位置的坐标的处理。

在最大强度位置确定处理时，首先，近磁场探测器11以比较大的间隔(例如，由用户设定的测定间隔的几倍的间隔)进行移动，从而确定上述规定的频率分量的强度增大的范围。然后，近磁场探测器11在该范围内以比由用户设定的测定间隔窄的间隔进行移动，从而确定最大强度位置的坐标。

当完成最大强度位置确定处理时，运算装置30进行评价对象频率分量强度测定处理(步骤S501)。该评价对象频率分量强度测定处理是本质上与步骤S101～S104的处理(图1)相同的处理。

但是，在本实施方式涉及的评价对象频率分量强度测定处理中，在算出各测定点的坐标时(即，在执行与步骤S101对应的步骤时)，还进行如下处理，即，使算出的各测定点的坐标整体进行移动，使得最大强度位置与任一个测定点一致。

总之，第四实施方式涉及的电场强度算出系统是根据由用户设定的近磁场的测定范围和测定间隔、以及评价对象印刷电路40在工作台13上的位置来确定进行测定/算出处理时的各测定点的位置的系统。因此，在第四实施方式涉及的电场强度算出系统中，最大强度位置存在于四个测定点的中央部分，因此存在作为“最大强度”而确定了小于实际的最大强度的值的情况。而且，在作为“最大强度”而确定了小于实际的最大强度的值的情况下，i_d的值会变成不准确的值，因此远场电场强度E的算出精度会降低。

另一方面，如果进行上述内容的最大强度位置确定处理和评价对象频率分量强度测定处理，则能够始终准确地求出i_d的值。因此，在进行上述内容的最大强度位置确定处理和评价对象频率分量强度测定处理的本实施方式涉及的电场强度算出系统中，不会产生在第四实施方式涉及的电场强度算出系统中可能产生的“由于近磁场强度的测定点的位置不合适而造成远场电场强度E的算出精度降低”的情况。

《变形方式》

上述的各实施方式涉及的电场强度算出系统可进行各种变形。例如，能够对第二～第五实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30追加进行图3的测定/算出处理(算出使用了单层基板的印刷电路40的远场电场强度的处理)的功能。也能够对第一～第三实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30追加进行最大强度位置确定处理等的功能。

也能够对各实施方式涉及的电场强度算出系统的运算装置30追加算出从印刷电路30向倾斜方向对基板面辐射的电场强度(即，Esinθ；θ是电场强度的观测位置与印刷电路40的基板的法线之间的角度)的功能。此外，在频率高的区域(几GHz)中，从印刷电路40辐射的电场的上下方向上的指向性会增强，其结果是，可认为用(1)式、(3)式算出的电场强度的误差会增大。因此，也可以通过改变近磁场探测器11的高度来测定印刷电路40的上下方向上的近磁场分布，并基于该测定结果来推定从印刷电路40向上下方向辐射的电场的强度，并且使用该推定结果对用(1)式、(3)式算出的电场强度进行修正。

符号说明

10 近磁场测定装置

11 近磁场探测器

12 前置放大器

13 工作台

20 频谱分析器

30 运算装置

31 CPU

33 HDD

35 电场强度算出程序

40 印刷电路

50 电波暗室

Claims (11)

1.一种电场强度算出程序，其特征在于，用于使计算机作为如下单元发挥功能：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、和将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1；以及

算出单元，使用所述面积S1、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度E，

[数学式1]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{S1\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}.$

2.一种电场强度算出程序，其特征在于，用于使计算机作为如下单元发挥功能：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1、以及将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第二既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S2；以及

算出单元，使用所述面积S1、所述面积S2、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度E，

[数学式2]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{(S1+S2)\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}.$

3.根据权利要求1所述的电场强度算出程序，其特征在于，

所述第一既定比率为1/2。

4.根据权利要求2所述的电场强度算出程序，其特征在于，

所述第一既定比率为1/2，所述第二既定比率为1/4。

5.根据权利要求2或4所述的电场强度算出程序，其特征在于，

所述确定单元对彼此不同的多个评价对象频率的每一个确定所述最大强度、所述面积S1以及所述面积S2，

所述算出单元对所述多个评价对象频率的每一个使用所述算出式算出所述远场电场强度E。

6.根据权利要求2所述的电场强度算出程序，其特征在于，

所述确定单元对彼此不同的多个评价对象频率的每一个使用与该评价对象频率对应的一组值作为所述第一既定比率和所述第二既定比率来确定所述面积S1和所述面积S2，

所述算出单元对所述多个评价对象频率的每一个使用所述算出式算出所述远场电场强度E。

7.根据权利要求5所述的电场强度算出程序，其特征在于，

还使所述计算机作为如下单元发挥功能：

修正单元，对于通过所述算出单元针对比既定频率低的评价对象频率算出的远场电场强度E，实施与评价对象频率相应的量的修正。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电场强度算出程序，其特征在于，

还使所述计算机作为如下单元发挥功能：

控制单元，对测定装置进行控制，该测定装置与所述计算机连接，并且通过使近磁场探测器相对于所述印刷电路的相对位置变化来测定印刷电路的电路面侧的近磁场强度分布。

9.根据权利要求8所述的电场强度算出程序，其特征在于，

所述控制单元在得到所述印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果之前，控制所述测定装置来搜索所述印刷电路中的、近磁场的评价对象频率分量的强度变为最大的位置，在得到所述印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果时，控制所述测定装置而使得：通过所述近磁场探测器测定包含搜索出的位置并呈格子状排列的多个位置的近磁场强度。

10.一种电场强度算出装置，其特征在于，具备：

确定单元，对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1、以及将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第二既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S2；以及

算出单元，使用所述面积S1、所述面积S2、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度，

[数学式3]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{(S1+S2)\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}.$

11.一种电场强度算出方法，其特征在于，使计算机执行如下步骤：

对印刷电路的部件面侧的近磁场强度分布的测定结果进行分析，从而确定所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的最大强度、和将所述印刷电路的近磁场的评价对象频率分量的强度从所述最大强度衰减第一既定比率的位置划定为边界的所述印刷电路的范围的面积S1的步骤；以及

使用所述面积S1、在流过所述印刷电路的部件面内的情况下产生所述最大强度的近磁场的电流的电流值i_d、距离r、评价对象频率f以及预先设定的系数K_d，利用以下的算出式算出所述印刷电路的与该印刷电路相距所述距离r的位置的评价对象频率下的远场电场强度的步骤，

[数学式4]

$E=K_d\&CenterDot;\frac{(S1+S2)\&CenterDot;i_d\&CenterDot;f^2}{r}.$