JP2001221823A - Ｅｍｃ試験に用いるアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない本数のアンテナでＥＭＣ試験を行うこ
とのでき、且つ、アンテナ自体を小型化することのでき
るＥＭＣ試験に用いるアンテナ装置を提供することが課
題である。 【解決手段】 ステム５ａ，５ｂとディスク６ａ，６ｂ
からなるダイポールアンテナ２と、ハイブリッド回路３
とを有し、該ハイブリッド回路３の第１ポートＰ１とス
テム５ａとが同軸ケーブル４ａの芯線７ａにて連結され
る。同様に、ハイブリッド回路３の第２ポートＰ２とス
テム５ｂとが同軸ケーブル４ｂの芯線７ｂにて連結され
る。そして、ハイブリッド回路３と２本の同軸ケーブル
４ａ，４ｂとにより、バラン９が構成される。上記のよ
うに構成されたアンテナ装置１では、２種の形状を有す
るアンテナ装置で３０〜１０００ＭＨｚの周波数帯域に
おけるＥＭＣ試験を行なうことができる。また、ハイブ
リッド回路３を用いてバラン９を構成しているので、広
い周波数帯域において、アンテナ側の平衡を維持するこ
とができ、ＥＭＣ試験の測定精度を向上させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲環境がＥＭＣ
試験を実施するのに適するかどうかを認証すると共に、
測定対象物となる装置より出力される電磁波レベルを測
定して、該電磁波レベルが適正であるかどうかを評価す
る際に使用するアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、乗用車やトラック等の車両は、
多種、多彩な電子部品を搭載しているので、多かれ少な
かれ、これらの電子部品から電磁波が放射される。そし
て、この電磁波のレベルが大きい場合には、周囲に悪影
響を及ぼすことがある。例えば、テレビの画像にノイズ
が生じたり、通信障害を起こす等のトラブルが発生す
る。

【０００３】従って、電磁波を放射する電子機器、電気
機器、或いはこれらを搭載する装置、移動体は、放射す
る電磁波のレベルが一定値以下となるよう設計されなけ
ればならず、電磁波のレベルを評価する目的でＥＭＣ
（electromagnetic compatibility）試験が行われる。

【０００４】ＥＭＣ試験は、測定対象物（電子機器、車
両等）から所定の距離となるところに受信用アンテナを
含む受信装置を設置し、測定対象物を動作させた際に該
測定対象物から放射される電磁波のレベルを、周波数３
０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの範囲で測定する。そして、
この測定結果に基づいて測定対象物より放射される電磁
波レベルが適正であるかどうかを評価する。

【０００５】従来における受信装置は、上記周波数３０
ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの範囲にわたって電磁波レベル
を測定するために、長さの異なる（即ち、受信する周波
数帯域の異なる）複数本の棒状アンテナを用意し、各ア
ンテナを付け換えながら電磁波レベルの測定を行ってい
る。

【０００６】例えば、低い周波数帯域の電磁波を受信す
るには、約４メートル程度となる棒状のアンテナを使用
する必要があり、周波数が高くなるにつれてより短いア
ンテナを使用する。従来においては、３０〜３００ＭＨ
ｚの周波数帯域でそれぞれ長さの異なる１０本の棒状ア
ンテナを使用し、３００〜１０００ＭＨｚの周波数帯域
で長さの異なる４本の棒状アンテナを使用している。

【０００７】従って、３０〜１０００ＭＨｚの周波数帯
域全体での試験を行う場合には、１４本もの棒状アンテ
ナを付け換える必要があるので、作業者に多くの負担を
強いることになる。また、棒状アンテナの付け換え回数
が多いので、測定の開始から終了までに長時間を要して
しまい、時間経過により周囲環境等が微妙に変化してし
まい、測定精度が低下してしまうという問題が発生す
る。

【０００８】更に、低周波数帯域の電磁波レベルを測定
するために、４メートルにも達する棒状アンテナを取り
付ける必要があり、このアンテナを水平に設置すると、
自重によりアンテナの両端が下方向に撓んでしまい、高
精度な電磁波レベルの測定ができなくなるので、棒状ア
ンテナの先端部に吊り用の索状体を係止し、該棒状アン
テナが水平に保持されるように、索状体により吊り上げ
る等の作業が必要となる。従って、何とかアンテナの付
け換え回数を少なくし、且つ、アンテナを小型化したい
という要望が高まっていた。

【０００９】また、アンテナより受信される信号は、バ
ラン（平衡不平衡変換回路）を介して受信機側へと接続
されることになるが、一般的に用いられるバランは、狭
い周波数帯域においては、アンテナ側の平衡を維持する
ことができるものの、３０〜１０００ＭＨｚという広い
周波数帯域全ての範囲ではアンテナ側の平衡を維持でき
ないことが多い。このため、電磁波レベルの検出精度が
低下するという問題が発生していた。

【００１０】更に、ＥＭＣ試験は、周囲環境がＥＭＣ試
験を実施するのに適しているかどうかの認証を行わなけ
ればならない。即ち、ＥＭＣ試験を実施する場所は、外
来電磁波が侵入しないように、電気、磁気的に遮蔽され
ている必要があり、外来電磁波による影響についての評
価を行うために、送信装置と受信装置とを一定の間隔を
持って配置し、送信装置側から受信装置側へ電波を送信
し、受信装置側で受信される信号レベルに基づいて、こ
の周囲環境がＥＭＣ試験を実施するのに適しているかど
うかの認証が行われる。

【００１１】このような認証試験は、上記した受信装置
に搭載されるアンテナと同一構造を有するアンテナを具
備した送信装置を使用して行われる。従って、この場合
には、送信装置側においても、上記と同様に長さの異な
る１４本のアンテナを付け換える作業が必要となるの
で、多くの労力を要すると共に、測定精度が低下すると
いう欠点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
より使用されているＥＭＣ試験に用いるアンテナ装置で
は、３０ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの周波数帯域にて電磁
波レベルの測定を行うために、１４本もの長さの異なる
棒状アンテナを必要とし、且つ、この棒状アンテナをそ
の都度付け換える作業が必要となるので、作業者に多く
の労力を強いるという欠点がある。また、最長で４メー
トルにも達するアンテナを設置する必要があるので、取
り付け作業が容易でない。更に、アンテナの付け換え作
業の回数が多いので、測定に長時間を要してしまい、経
時変化により測定精度が低下するという欠点がある。

【００１３】また、アンテナ装置に取り付けられるバラ
ンは、広い周波数帯域の全ての範囲にわたって平衡を維
持できるものではないので、アンテナ側の平衡が維持で
きない場合には、電磁波レベルの測定精度が低下すると
いう欠点がある。

【００１４】更に、周囲環境がＥＭＣ試験を行なうのに
適しているかどうかを認証する場合には、送信装置と受
信装置を一定の間隔をおいて設置し、送信装置、受信装
置ともにアンテナの付け換え作業を行う必要があるの
で、作業者にとってより多くの労力を強いるという問題
が発生していた。

【００１５】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、少ない本数のアンテナで測定対象となる周波数帯域
の全領域において高精度な電磁波レベルの測定が可能で
あり、且つ、アンテナ自体を小型化することのできるＥ
ＭＣ試験に用いるアンテナ装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１に記載の発明は、測定対象物に対して
ＥＭＣ試験を行う際に、該測定対象物より発せられる電
磁波を受信するアンテナ装置において、円筒形状を成す
金属製のステムと、該ステムの一端にステムと直交して
固定される金属製のディスクと、からなるアンテナ部材
を２個有し、各アンテナ部材の、前記ディスク固定端部
とは反対側のステム端部を対向配置して構成されるアン
テナ本体と、前記アンテナ本体に接続され、ハイブリッ
ド回路を具備して構成される平衡不平衡変換回路と、を
有することが特徴である。

【００１７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記平衡不平衡変換回路は、共
通ポート及び互いにアイソレーションされた第１ポー
ト、第２ポートとを有するハイブリッド回路と、該ハイ
ブリッド回路と前記アンテナ本体との間を接続する２本
の同軸ケーブルと、で構成され、前記第１ポート及び第
２ポートと前記アンテナ本体の各ステムとを、前記２本
の同軸ケーブルの芯線を用いて連結し、前記共通ポート
を受信機側に接続することを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、送信機から受信
機へ信号を送信し、この受信特性に基づいて、周囲環境
がＥＭＣ試験の実施に適するかどうかを認証する際に、
前記送信機及び受信機に取り付けるアンテナ装置におい
て、円筒形状を成す金属製のステムと、該ステムの一端
にステムと直交して固定される金属製のディスクと、か
らなるアンテナ部材を２個有し、各アンテナ部材の、前
記ディスク固定端部とは反対側のステム端部を対向配置
して構成されるアンテナ本体と、前記アンテナ本体に接
続され、ハイブリッド回路を具備して構成される平衡不
平衡変換回路と、を有することを特徴とする。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記平衡不平衡変換回路は、共通ポー
ト及び互いにアイソレーションされた第１ポート、第２
ポートとを有するハイブリッド回路と、該ハイブリッド
回路と前記アンテナ本体との間を接続する２本の同軸ケ
ーブルと、で構成され、前記第１ポート及び第２ポート
と前記アンテナ本体の各ステムとを、前記２本の同軸ケ
ーブルの芯線を用いて連結し、前記共通ポートを受信機
側或いは送信機側に接続することを特徴とする。

【００２０】上述の如く構成された本発明によれば、ス
テム及びディスクからなるダイポールアンテナと、ハイ
ブリッド回路を具備した平衡不平衡変換回路と、を用い
てアンテナ装置が構成されるので、従来と比較し、容
易、且つ正確なＥＭＣ試験を行うことができる。また、
周囲環境がＥＭＣ試験を実施するのに適しているかどう
かの認証を行う場合においても、このアンテナ装置を送
信装置側、及び受信装置側に取り付けることにより、容
易、高精度な認証試験を行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたアンテ
ナ装置の、一実施形態の構成を示す説明図である。同図
に示すように、このアンテナ装置１は、ダイポールアン
テナ２と、ハイブリッド回路３と、該ハイブリッド回路
３とダイポールアンテナ２との間を接続する２本の同軸
ケーブル４ａ，４ｂと、から構成されている。

【００２２】図２は、ダイポールアンテナ２の構成を示
す正面図、図３は、同側面図である。図示のように、こ
のダイポールアンテナ２は、金属製で長尺円筒形状のス
テム５ａ，５ｂを有しており、各ステム５ａ，５ｂの一
方の端部には、該ステム５ａ，５ｂと直交する金属製の
ディスク６ａ，６ｂが配置されている。そして、ステム
５ａ，５ｂとディスク６ａ，６ｂとは、ビス１０により
固定されている。

【００２３】ハイブリッド回路３は、互いにアイソレー
ションされている第１ポートＰ１、第２ポートＰ２と、
共通ポートＰ３との、３つの入出力端子を具備してい
る。同軸ケーブル４ａ，４ｂは、それぞれ芯線７ａ，７
ｂと外被８ａ，８ｂとを有しており、同軸ケーブル４ａ
の一端側の芯線７ａは、ハイブリッド回路３の第１ポー
トＰ１に接続され、外被８ａはグランド端子に接続され
ている。また、該同軸ケーブル４ａの他端側の芯線７ａ
は、ダイポールアンテナ２のステム５ａと接続され、外
被８ａは解放状態とされている。

【００２４】同様に、同軸ケーブル４ｂの一端側の芯線
７ｂは、ハイブリッド回路３の第２ポートＰ２に接続さ
れ、外被８ｂはグランド端子に接続されている。また、
該同軸ケーブル４ａの他端側の芯線７ｂは、ダイポール
アンテナ２のステム５ｂと接続され、外被８ｂは解放状
態とされている。

【００２５】そして、２本の同軸ケーブル４ａ，４ｂ
と、ハイブリッド回路３とで、バラン（平衡不平衡回
路）９が形成される。即ち、ハイブリッド回路３の、第
１ポートＰ１、第２ポートＰ２側が平衡であり、共通ポ
ートＰ３側が不平衡となる。従って、ハイブリッド回路
３の共通ポートＰ３に同軸ケーブル（図示省略）を接続
し、この同軸ケーブルを介して、受信機、或いは送信機
に接続することにより、ダイポールアンテナ２を用い
た、送信、受信が可能となる。

【００２６】そして、上記のように構成したアンテナ装
置１を用いることにより、周波数３０〜１０００ＭＨｚ
の範囲を、サイズの異なる２種のダイポールアンテナ２
を用いて、精度の高いＥＭＣ試験を行うことができる。
以下、これを具体的に説明する。

【００２７】図４は、３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域
の信号を送信、或いは受信する際に用いるダイポールア
ンテナ２-1の具体的な寸法を示す説明図であり、同図に
示すように、このダイポールアンテナ２-1は、長さ３９
５ｍｍ、直径４０ｍｍのアルミ製円筒形状のステム５
ａ，５ｂと、該ステム５ａ，５ｂの一方の端部に取り付
けられる直径２９０ｍｍ、厚さ５ｍｍのディスク６ａ，
６ｂとを具備しており、各ステム５ａ，５ｂの他方の端
部は、１０ｍｍ離れて対向配置されている。

【００２８】発明者は、上記の寸法を有するダイポール
アンテナ２-1を、図１に示すダイポールアンテナ２とし
て使用し、送受信の試験を実施したところ、３０〜３０
０ＭＨｚの周波数帯域にて良好な送受信特性が得られる
ことを確認した。

【００２９】これにより、３０〜３００ＭＨｚの周波数
帯域のＥＭＣ試験を、１個のダイポールアンテナ２-1を
用いて行うことができるので、従来のように、１０本も
のアンテナを付け換えて試験を行なう方法と比較して、
作業性を飛躍的に向上させることができる。

【００３０】図５は、３００〜１０００ＭＨｚの周波数
帯域の信号を送信、或いは受信する際に用いるダイポー
ルアンテナ２-2の具体的な寸法を示す説明図であり、同
図に示すように、このダイポールアンテナ２-2は、長さ
１２２．５ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミ製円筒形状のス
テム５ａ，５ｂと、該ステム５ａ，５ｂの一方の端部に
取り付けられる直径２０２ｍｍ、厚さ３ｍｍのディスク
６ａ，６ｂとを具備しており、各ステム５ａ，５ｂの他
方の端部は、５ｍｍ離れて対向配置されている。

【００３１】そして、図５に示したダイポールアンテナ
２-2を、図１に示すダイポールアンテナ２として使用
し、送受信の試験を実施したところ、３００〜１０００
ＭＨｚの周波数帯域にて良好な送受信特性が得られるこ
とを確認した。

【００３２】これにより、３００〜１０００ＭＨｚの周
波数帯域のＥＭＣ試験を、１個のダイポールアンテナ２
-2を用いて行うことができる。つまり、従来においては
３０〜１０００ＭＨｚの周波数帯域の電磁波レベルを長
さの異なる１４本の棒状アンテナを使用して測定してい
たが、本発明では２個のダイポールアンテナ２-1、２-2
で代用することができる。

【００３３】次に、上記したアンテナ装置１を使用し
て、周囲環境がＥＭＣ試験を実施するのに適しているか
どうかを認証する手順について説明する。図６は、この
認証試験を実施する際の送信機１１、送信アンテナ１
ａ、及び受信機１２、受信アンテナ１ｂの配置の様子を
示す説明図であり、送信アンテナ１ａと受信アンテナ１
ｂとは地面から所望の高さとなる位置に、一定の間隔を
持って配置されている。また、同図に示す送信アンテナ
１ａ、及び受信アンテナ１ｂは、それぞれ図１にて示し
たアンテナ装置１と同一の構成を有している。

【００３４】まず、ダイポールアンテナ２として、図４
に示したダイポールアンテナ２-1を用意し、各アンテナ
１ａ，１ｂに装着する。この状態で、３０〜３００ＭＨ
ｚの周波数帯域での送受信試験を行ない、電磁波レベル
を測定する。

【００３５】次いで、ダイポールアンテナ２を図５に示
したダイポールアンテナ２-2に付け換えて、今度は、３
００〜１０００ＭＨｚの周波数帯域での送受信試験を行
ない、電磁波レベルを測定する。そして、これらの送受
信試験の結果から、この測定場所がＥＭＣ試験に適して
いるかどうか（外来ノイズが発生しているかどうかも含
めて）を判定する。

【００３６】この測定場所がＥＭＣ試験に適している場
合には、送信機１１、及びこれに接続される送信アンテ
ナ１ａを撤去し、これに換えて電磁波の測定対象物（例
えば、自動車やパソコン等）を設置し、該測定対象物を
起動させてＥＭＣ試験を行う。即ち、図４に示したダイ
ポールアンテナ２-1を使用して３０〜３００ＭＨｚの周
波数帯域における電磁波レベルの測定試験を行い、その
後、図５に示したダイポールアンテナ２-2に付け換え
て、３００〜１０００ＭＨｚの周波数帯域における電磁
波レベルの測定試験を行う。このような方法によれば、
簡単な操作で、且つ、高精度なＥＭＣ試験を行うことが
できる。

【００３７】また、２本の同軸ケーブル４ａ，４ｂ、及
びハイブリッド回路３を用いてバラン９を構成してお
り、このような構成を有するバラン９は、広い周波数帯
域にてアンテナ側の平衡を維持することができ、特に３
０〜１０００ＭＨｚの周波数待帯域において良好な平衡
特性を維持できることが確認された。これにより、従来
より使用されている一般的なバランを使用する場合と比
較して、より高精度なＥＭＣ試験が可能となる。

【００３８】このようにして、本実施形態のアンテナ装
置１では、２個のダイポールアンテナ２-1、２-2を用い
ることにより、３０〜１０００ＭＨｚの周波数帯域にお
けるＥＭＣ試験を行うことができるので、従来と比較し
て、作業性を向上させることができ、且つ、作業時間を
短縮化することができる。更に、作業時間を短縮化する
ことができるので、経時変化による測定環境の変化の影
響を低減することができる。

【００３９】また、本実施形態では、アンテナの付け換
え作業の回数が従来と比較して少なくなり、アンテナ付
け換え時における接触抵抗のばらつき等に起因する測定
誤差を抑制することができる。更に、ハイブリッド回路
３を用いてバラン９を構成しているので、広い周波数帯
域にわたってアンテナ側の平衡を維持することができ、
高精度なＥＭＣ試験を行うことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアン
テナ装置では、ステム及びディスクから構成されるダイ
ポールアンテナを使用しているので、少ない個数のアン
テナ（例えば、２個）で３０〜１０００ＭＨｚの周波数
帯域でのＥＭＣ試験、及び周囲環境がＥＭＣ試験を実施
するのに適しているかどうかの認証を行うことができ
る。従って、従来のように、１４本もの長さの異なるア
ンテナを付け換えるという面倒な作業を簡略化すること
ができる。

【００４１】更に、ダイポールアンテナを使用すること
により、アンテナ長さを１メートル以下とすることがで
きるので、従来のように４メートルにも達するアンテナ
を使用する必要がなく、取り扱いに便利である。また、
２本の同軸ケーブル及びハイブリッド回路を用いてバラ
ン（平衡不平衡回路）を構成しているので、広い周波数
帯域にわたって、アンテナ側の平衡を維持することがで
き、測定の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成
を示す説明図である。

【図２】ダイポールアンテナの構成を示す正面図であ
る。

【図３】ダイポールアンテナの構成を示す側面図であ
る。

【図４】３０〜３００ＭＨｚの周波数帯域の信号を送受
信する際に用いるダイポールアンテナの具体的な形状、
大きさを示す説明図である。

【図５】３００〜１０００ＭＨｚの周波数帯域の信号を
送受信する際に用いるダイポールアンテナの具体的な形
状、大きさを示す説明図である。

【図６】周囲環境がＥＭＣ試験に適しているかどうかの
認証を行う際の、送信機、受信機の配置の様子を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ アンテナ装置 ２ ダイポールアンテナ ３ ハイブリッド回路 ４ａ，４ｂ 同軸ケーブル ５ａ，５ｂ ステム ６ａ，６ｂ ディスク ７ａ，７ｂ 芯線 ８ａ，８ｂ 外被 ９ バラン １０ ビス １１ 送信機 １２ 受信機

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１６日（２０００．２．１
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物に対してＥＭＣ試験を行う際
   に、該測定対象物より発せられる電磁波を受信するアン
   テナ装置において、 円筒形状を成す金属製のステムと、該ステムの一端にス
   テムと直交して固定される金属製のディスクと、からな
   るアンテナ部材を２個有し、各アンテナ部材の、前記デ
   ィスク固定端部とは反対側のステム端部を対向配置して
   構成されるアンテナ本体と、 前記アンテナ本体に接続され、ハイブリッド回路を具備
   して構成される平衡不平衡変換回路と、 を有することを特徴とするＥＭＣ試験に用いるアンテナ
   装置。
2. 【請求項２】 前記平衡不平衡変換回路は、共通ポート
   及び互いにアイソレーションされた第１ポート、第２ポ
   ートとを有するハイブリッド回路と、該ハイブリッド回
   路と前記アンテナ本体との間を接続する２本の同軸ケー
   ブルと、で構成され、 前記第１ポート及び第２ポートと前記アンテナ本体の各
   ステムとを、前記２本の同軸ケーブルの芯線を用いて連
   結し、前記共通ポートを受信機側に接続することを特徴
   とする請求項１に記載のＥＭＣ試験に用いるアンテナ装
   置。
3. 【請求項３】 送信機から受信機へ信号を送信し、この
   受信特性に基づいて、周囲環境がＥＭＣ試験の実施に適
   するかどうかを認証する際に、前記送信機及び受信機に
   取り付けるアンテナ装置において、 円筒形状を成す金属製のステムと、該ステムの一端にス
   テムと直交して固定される金属製のディスクと、からな
   るアンテナ部材を２個有し、各アンテナ部材の、前記デ
   ィスク固定端部とは反対側のステム端部を対向配置して
   構成されるアンテナ本体と、 前記アンテナ本体に接続され、ハイブリッド回路を具備
   して構成される平衡不平衡変換回路と、 を有することを特徴とするＥＭＣ試験に用いるアンテナ
   装置。
4. 【請求項４】 前記平衡不平衡変換回路は、共通ポート
   及び互いにアイソレーションされた第１ポート、第２ポ
   ートとを有するハイブリッド回路と、該ハイブリッド回
   路と前記アンテナ本体との間を接続する２本の同軸ケー
   ブルと、で構成され、 前記第１ポート及び第２ポートと前記アンテナ本体の各
   ステムとを、前記２本の同軸ケーブルの芯線を用いて連
   結し、前記共通ポートを受信機側或いは送信機側に接続
   することを特徴とする請求項３に記載のＥＭＣ試験に用
   いるアンテナ装置。