JP2002277497A - 近接電界強度測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡便で安価な近接電界強度測定器を提供す
る。 【解決手段】 近接電界強度測定器は、電界プローブ１
０をＺ軸方向に移動可能に所定部位にて把持するＺ軸移
動メカニズム３３０と、前記Ｚ軸移動メカニズム３３０
を取付けたＸ−Ｙ移動板３１０とを備え、電界プローブ
１０を支持するプローブ支持ユニツト３００と、ファン
トム４００と、ファントム４００を支持するファントム
支持ユニット５００と、携帯電話端末などの電磁波放射
体を支持する端末支持ユニット６００とから構成されて
いる。桶状のファントム４００内に充填した液剤中に、
先端に微小アンテナを配置した電界プローブ１０を挿入
して移動させ、前記ファントム４００の外壁に近接して
設置された電磁波放射体から放射される電磁波の前記フ
ァントム４００内における電界強度分布を前記電界プロ
ーブ１０により測定することにより、ＳＡＲを算出す
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、携帯端末等の電磁
波放射体から放射される電磁波の人体の受ける電界強度
を定量的に測定することの可能な近接電界強度測定器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話機の急速な普及に伴い、
その筐体から発せられる電磁波に起因する人体の受ける
電界強度を定量的に測定する必要が生じている。この影
響の度合いを示すための指標として局所吸収比率（Ｓｐ
ｅｃｉｆｉｃＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ、以下Ｓ
ＡＲという）が用いられ、このＳＡＲを所定の値以下に
保つ事が欧州、米国、日本などの電波防護指針により規
定されている。

【０００３】ＳＡＲを測定するための近接電界強度測定
器は、人体の頭部を模した、桶状のファントムと呼ばれ
る容器内に人体の導電率、密度などをシミュレートした
擬似人体液を充填し、先端に微小アンテナを配置した電
界プローブを、この擬似人体液中に挿入してファントム
内で移動させ、ファントムの外壁に近接して設置された
携帯端末などの電磁波放射体から放射される電磁波のフ
ァントム内における電界強度分布を測定することにより
ＳＡＲを算出するように構成されている。ここで、ファ
ントム内で測定される電磁波の電界強度をＥ、擬似人体
液の導電率をσ、その密度をρとするとＳＡＲは（１）
式により算出される。

【０００４】

【数１】

【０００５】図３はこのような測定器の概略構成を示す
ブロック図である。先端１０ａに図示しない微小アンテ
ナを配置した電界プローブ１０によりファントム内の電
界強度を検出する。電界プローブ１０により検出された
電界強度は増幅ユニット２０により増幅され、表示ユニ
ット３０にその大きさが表示される。表示ユニット３０
にはマイクロコンピュータ等からなる処理ユニット４０
が接続されており、この処理ユニット４０により（１）
式に基づいてＳＡＲを測定し、その値を同様に表示ユニ
ット３０に表示する。

【０００６】図４は近接電界強度の測定系の基本構成図
を示したものである。人体の頭部を模した、桶状のファ
ントム５０内に擬似人体液となる液剤５５を満たす。電
界プローブ１０はその先端に図示しない微小アンテナが
配置されている。電界プローブ１０は支持器６０により
把持され、この支持器６０はプローブ操作装置２００に
接続されている。プローブ操作装置２００を駆動するこ
とにより、電界プローブ１０をファントム５０内で水平
方向（Ｘ−Ｙ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動
させることができる。これによりファントム５０内の任
意の位置における電界強度分布を測定することができ
る。

【０００７】検出された電界強度の値は、電界プローブ
１０に接続されたＳＡＲ計測装置１００により演算処理
が行われＳＡＲが測定される。ファントム５０の近傍に
は、この外壁に近接して保持器７０に保持された携帯電
話端末等の被測定機８０が設置されている。被測定機８
０は、ファントム５０の外壁面に対して所定の距離だけ
近づいたり離れたりすることができ、且つファントム５
０の外壁面に対して角度調整ができるように構成されて
いる。これにより携帯電話機の使用者が、実際に携帯電
話機を使用した状態を模式することができるように構成
されている。

【０００８】図６はファントム５０の模擬図を示したも
のである。ファントム５０の大きさや形状は、ＳＡＲ値
に関わる主要なパラメータであることから人の頭部及び
頚部を近似するよう構成される。またその電気的特性も
頭部組織と同様の特性を有することが望ましい。ファン
トム内部で電界プローブを走査可能にするため、このフ
ァントム５０は頭部及び頚部を左右に二分割した形状の
外殻に、擬似人体液となる薬剤５５を充填した構成とな
る。

【０００９】図５は人間が携帯電話端末等の被測定機８
０を実際に使用した状態を示した図で、（Ａ）はその正
面図を、また（Ｂ）はその上面図を示している。このよ
うな実際の使用状態を模擬的にシミュレートできるよう
に図４に示す測定系は構成されている。このように、フ
ァントム５０の頭部に相当する部分に実際の使用状態に
模して据え付けられた測定対象となる携帯電話端末等の
被測定機８０から放射される電界強度を、ファントム５
０内の擬似人体液を介して測定することにより、実際に
人体に受ける電磁波の大きさを模擬的に算出することが
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようなＳＡＲを測
定するための近接電界強度測定器は世界レベルで見て２
社ほどから販売されているが、いずれもロボットアーム
により電界プローブを把持してファントム内を移動させ
る構成となっていた。図７はこのような従来の近接電界
強度測定器の概略構成を示す図で、図から明らかなよう
にシステムはその規模が大きく必然的に高価なものとな
っていた。すなわち、ファントム５０は据置型の形状を
有し、電界プローブ１０をファントム５０内で移動させ
るプローブ操作装置２００としてロボットアームが用い
られていた。このためファントム５０の形状を変更しよ
うとする際には、設置されたシステム全体を取り替える
工事が必要となり、フキシビリティに欠けるという問題
があった。本発明は上述した課題を解決するためになさ
れたもので、安価でフレキシビリティに飛んだ簡便な測
定器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、桶状のファン
トム内に充填した液剤中に、先端に微小アンテナを配置
した電界プローブを挿入して移動させ、前記ファントム
の外壁に近接して設置された電磁波放射体から放射され
る電磁波の前記ファントム内における電界強度分布を前
記電界プローブにより測定することにより、ＳＡＲを算
出する近接電界強度測定器において、前記ファントムを
支持するファントム支持ユニットと、前記電界プローブ
を支持するプローブ支持ユニットと、前記電磁波放射体
を支持する端末支持ユニットとを備え、前記プローブ支
持ユニットは、前記電界プローブをＺ軸方向に移動可能
に所定部位にて把持するＺ軸移動メカニズムと、前記Ｚ
軸移動メカニズムを取付けたＸ−Ｙ移動板とを備え、前
記ファントム支持ユニットは、前記ファントムを着脱可
能に収納する収納窓を有し、前記ファントムは開口部周
縁にフランジを有し、前記フランジにより前記ファント
ム支持ユニットの前記収納窓に前記開口部が水平になる
よう載置され、前記プローブ支持ユニットを前記Ｘ−Ｙ
移動板が前記ファントム支持ユニットの前記収納窓を閉
塞してＸ−Ｙ軸方向に移動可能に前記ファントム支持ユ
ニット上に載置することを特徴とする。

【００１２】前記近接電界強度測定器において、前記Ｘ
−Ｙ移動板をＸ−Ｙ軸方向に水平移動することにより、
前記電界プローブの先端を前記ファントムの内壁底面近
傍の任意箇所に移動可能とすることができる。

【００１３】また、前記近接電界強度測定器において、
前記Ｚ軸移動メカニズムは、前記電界プローブの先端を
所定ピッチでＺ軸方向に垂直移動させることができる。

【００１４】さらに、前記近接電界強度測定器におい
て、前記フランジに、前記フランジの上面と前記ファン
トムの外壁底面との間の距離よりも長い支持足を備え、
前記ファントムの前記ファントム支持ユニットからの脱
却時に前記ファントムを前記支持足にて水平面上に自立
して載置可能とすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
近接電界強度測定器の要部構成を示す図である。本発明
による測定器は、電界プローブ１０を支持するプローブ
支持ユニット３００と、ファントム４００と、ファント
ム４００を支持するファントム支持ユニット５００と、
携帯電話端末などの電磁波放射体を支持する端末支持ユ
ニット６００とから構成されており、図１（Ａ）はプロ
ーブ支持ユニットを、（Ｂ）はファントムを、（Ｃ）は
ファントム支持ユニットを、（Ｄ）は端末支持ユニット
をそれぞれ示している。

【００１６】プローブ支持ユニット３００は、電界プロ
ーブ１０の所定部位を把持して垂直方向、即ちＺ軸方向
に移動可能となるようなＺ軸移動メカニズム３３０を備
えている。このＺ軸移動メカニズム３３０により、電界
プローブ１０はＸ−Ｙ移動板３１０のほぼ中央部に取り
付けられている。プローブ１０の終端にはコネクタ３７
０が設けられており、これにより図示しないケーブルに
より、図３に示す増幅ユニット２０に接続される。ま
た、Ｘ−Ｙ移動板３１０の一端には増幅ユニット台３５
０が設置されており、この増幅ユニット台３５０に増幅
ユニット２０を載置することができる。

【００１７】ファントム４００は開口部４７０の周縁に
フランジ４３０を有している。また、フランジ４３０の
所定位置にはフランジの上面とファントム４００の外壁
底面との間の距離よりも長い支持足４５０が備えられて
おり、この支持足４５０によりファントム４００を水平
面上に自立して載置することができる。支持足４５０は
ファントムの外壁底面までの距離が長いため、自立した
場合にファントム４００の底面が水平面上に接触する事
はない。

【００１８】ファントム支持ユニット５００は、ほぼ立
方体の形状をした中空の形状を有しており、その上面５
１０にはファントム４００を着脱可能に収納するための
収納窓５３０が設けられている。収納窓５００の形状
は、ファントム４００のフランジ４３０の外周面と同一
形状と成っている。したがってファントム４００を収納
窓４３０に収納することにより、フランジ４３０が収納
窓の内壁に設けられた縁部５３２に支えられ、開口部４
７０が支持ユニット５００の上面５１０と同一面となる
ように収納される。

【００１９】支持ユニット５００の側面に設けられた側
壁窓５５０から、図示しない電磁波放射体を保持した端
末支持ユニット６００を挿入し、保持された電磁波放射
体がファントム４００の底面に近接して配置されるよう
に設置する。端末支持ユニット６００は、電磁波放射体
を保持するホルダ６１０と、このホルダ６１０の角度を
調節する角度調節メカニズム６３０と、高さを調整する
高さ調節メカニズム６５０とから構成されている。これ
により、電磁波放射体をファントム４００の外壁面に対
して、所定の距離で所定の角度だけ傾斜させて設置する
ことができる。

【００２０】ファントム支持ユニット５００の収納窓５
３０にファントム４００を収納した後、端末支持ユニッ
ト６００をファントム４００の底面に対して所定の位置
関係に設置する。次いで、プローブ支持ユニット３００
をプローブ１０の先端１０ａがファントム４００の内壁
底面の任意箇所に近接して配置されるように、Ｘ−Ｙ移
動板３１０をファントム４００の開口部４７０を覆うよ
うに支持ユニット５００の上面５１０に載置する。移動
板３１０を、支持ユニット５００の上面５１０内で水平
方向（Ｘ−Ｙ軸方向）に移動させることにより、プロー
ブ１０の先端１０ａをファントム４００の内壁底面に近
接させて任意箇所に移動させることができる。また、Ｚ
軸移動メカニズム３３０を操作することにより、プロー
ブ１０の先端１０ａを所定ピッチで垂直方向（Ｚ軸方
向）に垂直移動させることができる。

【００２１】図２はＺ軸移動メカニズム３３０の詳細構
成を示す断面図である。プローブ１０は円筒状の部材３
３１により所定部位において把持されている。この部材
３３１は、上面が階段状に形成された部材３３２を貫通
しており、この部材３３２の階段部分に係合するように
プローブ１０を把持する別の部材３３４が設けられてい
る。部材３３２は移動板３１０に固定されている。従っ
て、部材３３４を水平方向に回転させることにより、プ
ローブ１０は所定ピッチで垂直方向に移動することがで
きる。部材３３２の上面に設けられた階段状のピッチの
幅及び高さを所定の寸法に設定することにより、１ピッ
チ毎にＺ軸方向に移動する量を調整することができる。
このようにプローブ支持ユニット３００は階段状の段差
刻みを単位としてＺ軸方向への移動が可能となってい
る。

【００２２】図８はＳＡＲの測定の基本手順を示すフロ
ーチャートである。プローブ支持ユニット３００、ファ
ントム４００、ファントム支持ユニット５００及び端末
支持ユニット６００を所定の位置関係にセットアップす
ると（ステップ８０１）、端末支持ユニット６００に設
置された被測定器の動作条件を設定する。即ち、アンテ
ナ収納／伸張、送信出力、フルレート又はハーフレート
等の設定を行う（ステップ８０２）。

【００２３】次いで、端末支持ユニット６００に設置さ
れている被測定器のファントム４００に対する位置条件
を設定する。即ち、被測定器のファントム４００に対す
る位置を左側頭部、右側頭部、頬の位置、傾斜の位置等
により設定する（ステップ８０３）。次に、被測定器を
中心周波数近傍で動作させ、プローブ１０によりファン
トム内の任意の位置での電界強度を検出し、これに基づ
いてＳＡＲの測定を行う（ステップ８０４）。

【００２４】このＳＡＲの測定結果から、被測定器の位
置条件は全て適正位置に配置されているかどうかの判定
を行い（ステップ８０５）、適正位置に配置されている
場合にはＳＡＲ値が最も高くなる被測定器の位置条件を
決定する（ステップ８０６）。次いで下限周波数と上限
周波数とでＳＡＲを測定し（ステップ８０７）、被測定
器の動作条件を全て完了すれば（ステップ８０８）全て
の測定値の中から局所最大ＳＡＲを決定する（ステップ
８０９）。

【００２５】次に、本発明によるプローブ支持ユニット
を用いた測定方法を説明する。端末支持ユニット６００
に測定対象となる電話機などの携帯端末を装着し、角度
調整メカニズム６３０及び高さ調節メカニズム６５０に
より高さ及び角度の調整を行いファントム４００との位
置関係を決定する。次いで携帯端末を出力ＯＮ状態とす
る。擬似人体液が充填されたファントム４００をファン
トム支持ユニット５００に装着し、プローブ支持ユニッ
ト３００をファントム支持ユニット５００上に載せ、Ｘ
−Ｙ移動板３１０を手で走査して水平方向に移動させ、
最も大きなＳＡＲ値を示す部分を探り当てる。

【００２６】なお、予めＺ軸移動メカニズム３３０を調
整してプローブ１０の先端１０ａがファントム４００の
内壁底面の近傍に位置するように調節する。次いで、最
も大きなＳＡＲ値を示す部分が測定された場合その位置
においてＸ−Ｙ移動板３１０を停止し、Ｚ軸移動メカニ
ズム３３０を操作して所定の刻み（例えば５ｍｍ）毎の
電界強度の測定値から１ｇ当たり、もしくは、１０ｇ当
たりのＳＡＲ値を算出する。

【００２７】図９はこのようにして測定されたＳＡＲ値
を示したものである。横軸はファントムの内壁底面から
のプローブ先端の距離を示している。一般に、プローブ
１０の先端部１０ａに設置されている微小ダイポールア
ンテナの中心はプローブ１０の先端より内側にあるこ
と、あるいは、ファントム４００の内壁底面とそれに最
接近する測定面の間に距離があることから表面のデータ
は外挿により求める必要がある。図９に■で示した値は
測定データであり▲で示した値は外装データである。

【００２８】このようにしてファントム内壁底面でのＳ
ＡＲを測定することができる。なお、ファントムは「擬
似的な人体モデル」を意味する言葉ではあるが、上述し
た実施の形態ではファントムとして頭部のみをモデルと
した例について説明している。もちろん、人体の他の部
分や人体全体をモデルとしても本発明を適用することが
できるのは言うまでもない。なお、図２に示すＺ軸移動
メカニズムは本発明における一実施形態であってこれに
限定されるものではない。即ち、プローブの先端部が所
定のピッチでＺ軸方向に移動可能となる機構を備えてい
ればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではファン
トムをファントム支持ユニットに着脱可能に装着できる
ような構造としたため、異なる形状のファントムを用い
る場合にも設置されたシステム全体を取り替える工事の
必要性がなく、フレキシビリティに富む。また、電界プ
ローブを水平方向あるいは垂直方向に移動させるプロー
ブ支持ユニットを設けたため、従来のようなロボットア
ーム等の大型の移動機構を必要とせず、規模の小さな、
且つ安価な測定システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す近接電界強度測定器
の要部構成を示す図。

【図２】本発明に用いられるプローブ支持ユニットの詳
細構成を示す図。

【図３】近接電界強度測定器の概略構成を示すブロック
図。

【図４】近接電界強度測定器の測定系の基本構成図。

【図５】携帯電話機の使用状態を示す図。

【図６】ファントムの模擬図。

【図７】従来の近接電界強度測定システムの概略構成を
示す図。

【図８】ＳＡＲの測定基本手順を示すフローチャート。

【図９】ファントム内壁底面とプローブ先端との距離と
ＳＡＲとの関係を示す図。

【符号の説明】

１０ 電界プローブ ３００ プローブ支持ユニット ３１０ Ｘ−Ｙ移動板 ３３０ Ｚ軸移動メカニズム ４００ ファントム ４３０ フランジ ４５０ 支持足 ５００ ファントム支持ユニット ６００ 端末支持ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 久 東京都渋谷区南平台町15−13 株式会社ケ ンウッド・エンジニアリング内 (72)発明者 ニ村 一良 東京都中央区日本橋人形町３丁目７番２号 明弘トレーディング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 桶状のファントム内に充填した液剤中
   に、先端に微小アンテナを配置した電界プローブを挿入
   して移動させ、前記ファントムの外壁に近接して設置さ
   れた電磁波放射体から放射される電磁波の前記ファント
   ム内における電界強度分布を前記電界プローブにより測
   定することにより、ＳＡＲを算出する近接電界強度測定
   器において、 前記ファントムを支持するファントム支持ユニットと、 前記電界プローブを支持するプローブ支持ユニットと、 前記電磁波放射体を支持する端末支持ユニットとを備
   え、 前記プローブ支持ユニットは、 前記電界プローブをＺ軸方向に移動可能に所定部位にて
   把持するＺ軸移動メカニズムと、 前記Ｚ軸移動メカニズムを取付けたＸ−Ｙ移動板とを備
   え、 前記ファントム支持ユニットは、前記ファントムを着脱
   可能に収納する収納窓を有し、 前記ファントムは開口部周縁にフランジを有し、前記フ
   ランジにより前記ファントム支持ユニットの前記収納窓
   に前記開口部が水平になるよう載置され、 前記プローブ支持ユニットを、前記Ｘ−Ｙ移動板が前記
   ファントム支持ユニットの前記収納窓を閉塞してＸ−Ｙ
   軸方向に移動可能に前記ファントム支持ユニット上に載
   置することを特徴とする近接電界強度測定器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の近接電界強度測定器に
   おいて、 前記Ｘ−Ｙ移動板をＸ−Ｙ軸方向に水平移動することに
   より、前記電界プローブの先端を前記ファントムの内壁
   底面近傍の任意箇所に移動可能とすることを特徴とする
   近接電界強度測定器。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の近接電界強度測定器に
   おいて、 前記Ｚ軸移動メカニズムは、前記電界プローブの先端を
   所定ピッチでＺ軸方向に垂直移動させることを特徴とす
   る近接電界強度測定器。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の近接電界強度測定器に
   おいて、 前記フランジに、前記フランジの上面と前記ファントム
   の外壁底面との間の距離よりも長い支持足を備え、前記
   ファントムの前記ファントム支持ユニットからの脱却時
   に前記ファントムを前記支持足にて水平面上に自立して
   載置可能とすることを特徴とする近接電界強度測定器。