JP2002196027A - シールド効果評価器及びシールド効果測定法 - Google Patents

シールド効果評価器及びシールド効果測定法

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JP2002196027A
JP2002196027A JP2000396193A JP2000396193A JP2002196027A JP 2002196027 A JP2002196027 A JP 2002196027A JP 2000396193 A JP2000396193 A JP 2000396193A JP 2000396193 A JP2000396193 A JP 2000396193A JP 2002196027 A JP2002196027 A JP 2002196027A
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electromagnetic wave
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Shinji Suesada
新治 末定
Hidemasa Araya
英正 新家
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Seiren Co Ltd
Fukui Prefecture
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Seiren Co Ltd
Fukui Prefecture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、1GHz以上の電波に対して、測定
試料の作成及び装着が簡単で、治具内部で空洞共振を起
こすことなく、しかも高次モードが発生しないシールド
効果評価器およびシールド効果測定法を提示することを
目的とする。 【解決手段】 開口部を持つ金属製の箱1の内部に、鋭
い指向性を持つ送信アンテナ3を備え、また箱1の内壁
に電波吸収体2を備えることで箱1の空洞共振を抑止
し、開口部に電磁波シールド材料を装着して、材料を通
過する電波を外部アンテナ5で測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料の電磁波シー
ルド性能を測定するための、シールド効果評価機器及び
その測定法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電磁波シールド材料のシールド効
果測定には、特開2000−81457号に示されるよ
うな測定治具を二つ用いて、それぞれの開口端を向かい
合わせて密着させ、二つの治具間に電波を伝送させ、二
つの治具の開口端の間に電磁波シールド材料を挟んだと
きに、伝送する電波強度の減衰量を測定することで、シ
ールド効果を測定していた。
【0003】このような治具ではTEM波または平面波
と呼ばれる基本伝送モードの電波を伝搬させる必要があ
るが、1GHz以上の高周波の電波を伝送させるとTE
M波以外の高次モードの発生がさけられず、シールド効
果測定の妥当性に問題があった。
【0004】また、電磁波シールド材を挟み込んだとき
には、電磁波シールド材と同軸コネクタの間で、多重反
射を起こして、治具自体が空洞共振器としての作用をし
て、妥当なシールド効果を測定できないという問題があ
った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】特開2000−814
57号の構造の測定治具では、外部導体と内部導体の二
導体系の伝送線路であり、二つの導体間を電波が伝搬す
るので、この治具の伝搬モードは、高周波になるほど複
数の高次モードが発生する。
【0006】電磁波シールド材料は治具の高次モードで
測定しても、実際の使用状態とは異なるので、それで測
定されたシールド効果は意味を持たず、TEM波または
平面波で測定する必要があり、できるだけ高次モードの
発生は抑えなければならない。
【0007】治具の寸法を相似的に小さくし、内導体と
外導体との間隔を小さくすると、高次モードが発生する
周波数は高くなって、1GHz以上でも測定可能な周波
数範囲が表れるが、電波の波長と治具の寸法との関係で
決まる空洞共振を起こす周波数が多数現れるため、シー
ルド効果の測定には適当ではない。
【0008】本発明は、1GHz以上の電波に対して、
測定試料の作成及び装着が簡単で、治具内部で空洞共振
を起こすことなく、しかも高次モードが発生しないシー
ルド効果評価器を提示することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のシールド効果評価器では、従来の測定治具
の欠点である伝搬モードの高次モードの発生と空洞共振
の発生を抑制するために、一導体系からなり、平面波が
測定試料に入射するシールド効果評価器を提示する。
【0010】即ち、(1)、一つの面に開口部を有する
金属製の箱であり、箱の内部に開口部の方向へ電波を放
射するアンテナが配設され、電磁波シールド材料で開口
部を覆ったとき、開口部を通過する電波を測定すること
で、シールド効果を測定するシールド効果評価器であっ
て、内部アンテナは1GHz以上の電波を開口部方向に
指向性をもって放射するアンテナであり、内部アンテナ
に箱の外部から給電するための箱の内外を貫通する同軸
コネクタが配設され、さらに箱の内部または内壁に所要
量の電波吸収体が配設され、1GHz以上の電波に対し
てシールド効果を測定することを特徴とするシールド効
果評価器にある。
【0011】そして、(2)、箱の開口部を通過する電
波を受信するためのアンテナが、内部アンテナと相対し
て、箱の外部に配設されていることを特徴とする、上記
(1)記載のシールド効果評価器にある。
【0012】そして、(3)、箱の開口部と、寸法及び
形状が同じである開口部を有する金属板を、それぞれの
開口部が一致するように箱に装着し、箱と金属板との間
に電磁波シールド材料を挟み込むことで開口部を覆い、
シールド効果を測定することを特徴とする、上記
(1)、(2)記載のシールド効果評価器にある。
【0013】そして、(4)、一つの面に開口部を有す
る金属製の箱であり、箱の内部に開口部の方向へ電波を
放射するアンテナが配設され、電磁波シールド材料で開
口部を覆ったとき、開口部を通過する電波を測定するこ
とで、シールド効果を測定するシールド効果評価器であ
って、内部アンテナは1GHz以上の電波を開口部方向
に指向性をもって放射するアンテナであり、内部アンテ
ナに箱の外部から給電するための箱の内外を貫通する同
軸コネクタが配設され、さらに箱の内部または内壁に所
要量の電波吸収体が配設され、しかも箱の開口部を通過
する電波を受信するためのアンテナが、内部アンテナと
相対して箱外部に配設され、かつ箱の開口部と寸法及び
形状が同じである開口部を有する金属板を、それぞれの
開口部が一致するように箱に装着し、箱と金属板との間
に電磁波シールド材料を挟み込むことで開口部を覆い、
1GHz以上の電波に対してシールド効果を測定するこ
とを特徴とするシールド効果評価器にある。
【0014】そして(5)、上記(1)乃至(4)記載
のシールド効果評価器を使ったシールド効果測定法であ
って、内部アンテナと外部アンテナとを結ぶ仮想線分を
二等分する点に、電磁波シールド材料が位置し、その仮
想線分と電磁波シールド材料の面が直交することを特徴
とするシールド効果測定法にある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。説明の都合上、本
発明のシールド効果評価器では、シールド効果評価器の
内部アンテナが電波を放射し、シールド効果評価器の開
口部に装着された電磁波シールド材を通過する電波を、
外部アンテナで測定するとして説明するが、電磁界の相
反定理により、外部アンテナで電波を放射し、内部アン
テナで測定しても、結果が一致することは明らかであ
る。
【0016】理論的に厳密なシールド効果とは、無限に
遠くから到来する電波が、無限大の面積をもつ電磁波シ
ールド材料に垂直に入射するときに測定することがで
き、電磁波シールド材料を置いたときと置く前とで、受
信される電波強度の比のことである。しかし、これは現
実には測定不可能であり、実際にはある程度、評価機器
の工夫で、近似をもって測定せざるをえない。
【0017】図1の金属製の箱1は、内部アンテナ3で
放射された電波が、開口部以外から、箱外部へ漏洩する
ことはないものである。
【0018】このため内部アンテナ3に給電するための
同軸コネクタ4は、箱1に溶接することで配設する。高
いシールド効果を測定する必要のない場合には、他の方
法によって配設することも可能である。
【0019】内部アンテナ3は、1GHz以上の周波数
で鋭い指向性を有するもので、箱1の開口部に向かって
配設される。内部アンテナ3の箱1内部での位置は任意
であるが、開口部からアンテナまでの距離は、可能な限
り大きいことが望ましい。また同軸コネクタ4の位置
は、同軸ケーブル等を用いて内部アンテナ3へ有効に給
電できる限り、任意である。
【0020】1GHz以上の周波数で鋭い指向性を有す
るアンテナとしては、例えば、ホーンアンテナ、アレイ
アンテナがある。
【0021】箱1の形状と寸法、および箱1の開口部の
形状と寸法とは任意である。ただし測定されるシールド
効果を相互に比較するときには、箱1と開口部の大きさ
と形状を一定にする必要がある。
【0022】図2は内部アンテナ3としてホーンアンテ
ナを使用した実施例で、箱1の内部または内壁に配設す
る電波吸収体2は、内部アンテナ3から放射された電波
のうち、開口部に装着された電磁波シールド材料で反射
された電波が、箱1の内部で多重反射を起こし、箱1が
空洞共振器として働くことを抑止するもので、広い周波
数範囲にわたって、大きな電波吸収性能を有するものが
望ましい。
【0023】電波吸収体2は、箱1の内部で空洞共振が
発生しない限り、また内部アンテナ3から放射される電
波が直接開口部へ入射する限り、その量と、配設位置は
任意である。
【0024】この箱1は理想的なシールド効果の測定系
を模擬しており、鋭い指向性を有するアンテナによっ
て、箱の開口部に装着された電磁波シールド材料に、ア
ンテナからの直接波が入射するようにしている。また電
磁波シールド材料によって反射される電波は、箱の内部
または内壁の電波吸収体によって吸収され、空洞共振を
起こすことは無い。つまり、箱の開口部に装着された電
磁波シールド材料を通過する電波のみが、箱の外部では
観測される。
【0025】図3は、外部アンテナ5として内部アンテ
ナ3と同じくホーンアンテナを使用した実施例で、外部
アンテナ5を外部アンテナ支持体7で、箱1に取り付け
た実施例であり、内部アンテナ3と外部アンテナ5の距
離が一定になり、シールド効果の測定精度と再現性が向
上する。
【0026】外部アンテナ5は、箱1に取り付けなくて
も三脚等で支持し、内部アンテナ3との距離を一定にし
て箱1の外部に設置してもよい。
【0027】箱1の開口部へ電磁波シールド材料8を装
着する方法は任意であるが、電磁波シールド材料8は、
箱1と密着させる必要がある。
【0028】これは、箱1と電磁波シールド材料との電
気的接触状態が不完全であるときには、不完全な接触部
分から電波が漏洩するため、漏洩する電波は電磁波シー
ルド材料8を通過することがないので、シールド効果の
測定には悪影響を及ぼすからである。
【0029】図4は電磁波シールド材料8を箱1に密着
させる実施例で、所用数のボルト10を通して、箱の開
口部と同一形状の開口部を有する金属板9を、電磁波シ
ールド材料8の上から、開口部を一致させて重ね、ナッ
ト11でボルト締めして密着させる。
【0030】図4の実施例では、箱1と金属板9の間に
電磁波シールド材料8を挟み込み、電磁波シールド材料
8に一定圧力を加えることにより、箱1との電気的接触
を保つ。
【0031】電磁波シールド材料8と箱1の電気的接触
状態を良好にするためには、箱1および金属板9の電磁
波シールド材料8と接触する面に、シールドガスケット
等を用いて電気的接触状態を改善することが効果的であ
る。
【0032】理想的なシールド効果測定では、無限遠か
ら到来する電波に対して測定する。このとき、受信アン
テナの位置は任意である。しかし、この箱では内部アン
テナと開口部までの距離が大きくないため、内部アンテ
ナと外部アンテナとの間の距離がシールド効果測定結果
に影響してくる。
【0033】それゆえ、本発明のシールド効果測定法で
は、電磁波シールド材料8と箱1の内外の両アンテナ
3,5との距離を等しくする。
【0034】図5は、本発明のシールド効果評価器を、
一辺600mmの立方体に構成したときの伝搬特性を示
しており、電磁波シールド材料8を装着しない状態で測
定される電波強度と、内部アンテナを自由空間に置いた
場合に測定される電波強度の比である。
【0035】図6は、厚み3mmのアルミ板のシールド
効果を、上記、本発明のシールド効果評価器で測定した
グラフである。3mmのアルミ板の理論的なシールド効
果は、数百dB以上あることが知られており、このグラ
フは本発明のシールド材評価器の測定限界を示してい
る。
【0036】図5,図6から、本発明のシールド材評価
器は1GHzから18GHzまでの周波数範囲では、空
洞共振を起こしていないと判断される。
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0037】箱内部では、TEM波または平面波に近い
電波になっており、1GHz以上の周波数で理論値に近
いシールド効果を測定することができる。
【0038】箱内部で空洞共振を起こすことが無く、各
周波数で、安定した再現性のよいシールド効果を測定で
きる。
【0039】測定する電磁波シールド材料は、板状に切
り出して試料とする事ができるので、測定が簡便であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシールド材評価器の内部構造を示した
俯瞰図である。
【図2】図1の開口部の面と直交し、面を二等分する面
で切断した断面図である。
【図3】外部アンテナ5を箱1に取り付けた実施例を示
す俯瞰図である。
【図4】電磁波シールド材料8を箱1に装着する方法を
示す図面である。
【図5】本発明のシールド効果評価器の伝搬特性を測定
したグラフである。
【図6】本発明のシールド効果評価器で測定した、厚さ
3mmのアルミ板のシールド効果のグラフである。
【符号の説明】
1 金属製箱 2 電波吸収体 3 内部アンテナ 4、6 同軸コネクタ 5 外部アンテナ 7 外部アンテナ支持体 8 電磁波シールド材料 9 金属板 10 ボルト 11 ナット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一つの面に開口部を有する金属製の箱であ
    り、箱の内部に開口部の方向へ電波を放射するアンテナ
    が配設され、電磁波シールド材料で開口部を覆ったと
    き、開口部を通過する電波を測定することで、シールド
    効果を測定するシールド効果評価器であって、内部アン
    テナは1GHz以上の電波を開口部方向に指向性をもっ
    て放射するアンテナであり、内部アンテナに箱の外部か
    ら給電するための箱の内外を貫通する同軸コネクタが配
    設され、さらに箱の内部または内壁に所要量の電波吸収
    体が配設され、1GHz以上の電波に対してシールド効
    果を測定することを特徴とするシールド効果評価器。
  2. 【請求項2】箱の開口部を通過する電波を受信するため
    のアンテナが、内部アンテナと相対して、箱の外部に配
    設されていることを特徴とする、請求項1記載のシール
    ド効果評価器。
  3. 【請求項3】箱の開口部と、寸法及び形状が同じである
    開口部を有する金属板を、それぞれの開口部が一致する
    ように箱に装着し、箱と金属板との間に電磁波シールド
    材料を挟み込むことで開口部を覆い、シールド効果を測
    定することを特徴とする、請求項1、2記載のシールド
    効果評価器。
  4. 【請求項4】一つの面に開口部を有する金属製の箱であ
    り、箱の内部に開口部の方向へ電波を放射するアンテナ
    が配設され、電磁波シールド材料で開口部を覆ったと
    き、開口部を通過する電波を測定することで、シールド
    効果を測定するシールド効果評価器であって、内部アン
    テナは1GHz以上の電波を開口部方向に指向性をもっ
    て放射するアンテナであり、内部アンテナに箱の外部か
    ら給電するための箱の内外を貫通する同軸コネクタが配
    設され、さらに箱の内部または内壁に所要量の電波吸収
    体が配設され、しかも箱の開口部を通過する電波を受信
    するためのアンテナが、内部アンテナと相対して箱外部
    に配設され、かつ箱の開口部と寸法及び形状が同じであ
    る開口部を有する金属板を、それぞれの開口部が一致す
    るように箱に装着し、箱と金属板との間に電磁波シール
    ド材料を挟み込むことで開口部を覆い、1GHz以上の
    電波に対してシールド効果を測定することを特徴とする
    シールド効果評価器。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4記載のシールド効果評価器
    を使ったシールド効果測定法であって、内部アンテナと
    外部アンテナとを結ぶ仮想線分を二等分する点に、電磁
    波シールド材料が位置し、その仮想線分と電磁波シール
    ド材料の面が直交することを特徴とするシールド効果測
    定法。
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