JP2003057281A - 電波暗室、放射電磁波測定システムおよび放射電磁波の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波暗室内で被試験体から放射される電磁波
を測定する際に、被試験体と電磁波測定用のアンテナと
の距離を長く確保する。 【解決手段】 電波暗室１０は、被試験体１４の設置領
域の上方に、被試験体１４から放射された電磁波を、そ
の放射方向に応じた床面１８側の測定位置(P1,P2,・・・,P
n)に向けて反射する。各測定位置(P1,P2,・・・,Pn)におい
てアンテナ２２で受信した電磁波の強度は、放射電磁波
測定装置３６で補正され、被試験体１４から各方向に向
けて放射された電磁波の、所定距離離間した位置におけ
る受信強度として取得される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電波暗室、放射電磁
波測定システムおよび放射電磁波の測定方法に関し、特
に、被試験体と電磁波測定用のアンテナとの距離を電波
暗室の規模に対してより大きく設定することを可能とす
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器等から放射される電磁波の測定
試験は、外部から到来する電磁波および内部反射波の影
響を極力排除するため、電波暗室内で行われる。電子機
器等の測定試験の規格の一つであるＥＭＣ（Electro Ma
gnetic Compatibility）測定規格（例えばＶＣＣＩ［情
報処理装置等電波障害自主規制協議会］規格）では、被
試験体から電磁波測定用のアンテナまでの距離は、条件
に応じて種々設定されているが、その中には、被試験体
とアンテナとの間の水平方向の距離を１０ｍ以上とする
試験条件も含まれている。

【０００３】またＥＭＣ測定規格とは別に、被試験体か
ら所定距離離間した円弧上の水平位置から直上位置まで
の複数のアンテナ位置（測定点）での測定結果より、被
試験体から各方向に放射される電磁波の強度分布として
の放射方向特性を取得する場合がある。この場合、さら
に被試験体の載置台を水平面内で回転させ、各回転姿勢
毎に電磁波の強度分布を取得することで、被試験体を中
心として所定距離離間した球面上の位置での電磁波の強
度分布を取得することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水平方
向に長い距離を必要とする試験は、室内の広い大きな電
波暗室でなければ、これを実施することができなかっ
た。大きな電波暗室は、占有スペースが大きくなるとと
もに、製造コストも高くなってしまう。

【０００５】また、被試験体の周囲の各方向で測定を行
う場合にも、被試験体とアンテナとの距離が、電波暗室
の広さによって制限されてしまうという問題があった。
すなわちこの場合にも、離間距離の長い試験は、床面積
および高さともに大きな電波暗室でなければ、これを実
施することができなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電波暗室
は、被試験体の設置領域の上方となる位置に、被試験体
から放射された電磁波をその放射方向に応じた床面側の
測定位置に向けて反射する反射鏡を備える。このような
構成により、被試験体から放射され一旦反射鏡で反射さ
れた電磁波を測定することができるので、被試験体から
直接伝搬した電磁波を測定する場合に比して被試験体か
らアンテナまでの距離を長くとることができる。なお、
被試験体からの電磁波の放射方向と測定位置とはそれぞ
れ一対一に対応付けられるのが望ましい。

【０００７】また本発明では、前記反射鏡は、被試験体
から複数の放射方向に放射された電磁波を略同じ方向に
向けて反射するのが好適である。こうすれば、複数の放
射方向に対する測定での各測定位置についてアンテナの
指向性を一定にしておくことができるので、より容易に
より高精度な測定が可能となる。

【０００８】また本発明では、前記反射鏡の鏡面と所定
の鉛直平面との交線が放物線となるのが好適である。被
試験体をこの放物線の焦点に配置すると、当該鉛直面内
で放物線の各方向に向けて放射される電磁波に対する反
射波の方向は略同じ方向となる。すなわちこのような構
成により、より容易により高精度な測定が可能となる。

【０００９】また本発明では、前記反射鏡により被試験
体からの電磁波が被試験体に向けて反射されるのを抑制
する反射抑制部材を備えるのが好適である。上記のよう
に反射鏡を設置した場合、方向によっては（例えば被試
験体の直上方向等）、反射鏡での反射波が再び被試験体
に戻って放射電磁波に干渉してしまい、精度良く放射電
磁波を測定することが困難となってしまう場合がある。
本発明では、このような反射抑制体を設けることで、放
射電磁波の測定をより精度良く行うことができるように
なる。

【００１０】また本発明にかかる電波暗室用の放射電磁
波測定システムは、放射方向に応じた床面側の各測定位
置に電磁波を受信するアンテナを移動させるアンテナ移
動機構を備える。このような構成によれば、各測定位置
にアンテナを設置することにより、放射電磁波の強度の
方向特性を取得することができるようになる。

【００１１】また本発明にかかる電波暗室用の放射電磁
波測定システムは、被試験体から電磁波を受信するアン
テナまでの反射鏡を経由した電磁波の伝搬距離に応じて
測定結果を補正する補正処理部を備える。このような構
成によれば、伝搬距離の条件を厳密に設定しなくても済
む分、反射鏡あるいはアンテナ移動機構の位置、形状、
あるいは移動範囲等の設定の自由度が増大し、電波暗室
あるいは放射電磁波測定システムをより容易に構成する
ことができるようになる。

【００１２】また本発明にかかる電波暗室用の放射電磁
波測定システムでは、前記補正処理部は、被試験体から
等距離における電磁波強度となるように被試験体からの
各放射方向に対する測定結果を補正するのが好適であ
る。こうすれば、電波暗室あるいはアンテナ移動機構な
どの装置側で構成上の等距離を確保しなくても、被試験
体から各方向に対して等距離で測定した電磁波強度とし
ての放射電磁波の方向特性を取得することができるよう
になる。

【００１３】また本発明にかかる電波暗室用の放射電磁
波測定システムは、被試験体に向けて放射電磁波が反射
されるのを抑制する前記反射抑制部材の設置される位置
と被試験体の設置位置との間に、電磁波を受信するアン
テナを備えるのが好適である。こうすれば、前記反射抑
制体を設けた方向（すなわち反射鏡による反射波が再び
被試験体側に反射される方向）についても放射電磁波の
測定が可能となる。

【００１４】また本発明にかかる電波暗室用の放射電磁
波測定システムでは、放射電磁波が被試験体から床面側
の測定位置に直接到来するのを抑制するために、受信ア
ンテナの感度が反射鏡からの反射波の方向に対して最大
となるような手段を備えるのが好適である。本発明で
は、反射鏡からの反射波を測定することで被試験体から
の電磁波の放射特性を取得しようとするものであるが、
アンテナで直接波が受信されると、測定誤差増大の要因
となってしまう。特に測定位置が被試験体に近い場合に
は、直接波の影響は顕著なものとなる。すなわち、この
ような構成によれば、電磁波の測定精度を向上すること
ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる
電波暗室１０および放射電磁波測定システム１２を示す
構成図、また図２は、電波暗室１０の反射鏡２０の立体
的な形状を示すための斜視図である。

【００１６】図１に示すように、電波暗室１０は、被試
験体１４の設置領域の上方となる位置（例えば天井）
に、被試験体１４から上方の各方向に放射された電磁波
を床面１８側に反射する反射鏡２０を備える。床面１８
上には、反射鏡２０からの反射波を受信する電磁波測定
用のアンテナ２２が設けられる。すなわち本実施形態で
は、被試験体１４から放射される直接波ではなく、反射
鏡２０による反射波を測定することで、被試験体１４か
らアンテナ２２までの距離をより長くとることを可能と
している。なお、側壁面１３上および床面１８上には、
室内側に向けて頂部が突出するように角錐状の電波吸収
体１５が敷き詰められており、これらにより、不要な内
部反射波が抑制されている。

【００１７】反射鏡２０は、被試験体１４から到来した
電磁波を、被試験体１４からの放射方向に応じた床面１
８側の測定位置(P1,P2,・・・,Pn)に向けて反射する。より
具体的には、反射鏡２０は、例えば鉛直上方にくぼむ凹
状の鏡面２０ａを備えている。この鏡面２０ａと所定の
鉛直平面との交線は放物線となっており、反射鏡２０の
鏡面２０ａは、立体的には、図２に示すように、放物線
Ｐｒ（太い破線）を鉛直方向に伸びる対称軸Ｃまわりに
回転させてできる回転放物面に相当する曲面となってい
る。放物線（あるいは放物面）の焦点Ｆ（図１）に設置
された被試験体１４から該鉛直平面に沿って上方の各方
向に放射された電磁波は、反射鏡２０によって、所定の
方向（例えば鉛直下方）に向かう平行な反射波となり、
被試験体１４からの放射方向に応じてそれぞれ異なる測
定位置(P1,P2,・・・,Pn)に到達する。すなわち、被試験体
１４からの放射方向と測定位置(P1,P2,・・・,Pn)とは、そ
れぞれ一対一で対応することになる。図１の例では、被
試験体１４から放射された電磁波は、放射方向が水平方
向に近いほど被試験体１４に対して遠い側の測定位置
（P1側）に、また放射方向が鉛直方向に近いほど被試験
体１４に対して近い側の測定位置（Pn側）に到達する。

【００１８】床面１８上には、アンテナ２２を上記鉛直
平面内で水平移動させ各測定位置(P1,P2,・・・,Pn)で静置
させるアンテナ移動機構２４が設けられている。より具
体的には、このアンテナ移動機構２４は、床面１８上で
水平方向に延設されるレール２４ａと、アンテナ２２を
支持してレール２４ａ上を移動自在なスライダ２４ｂ
と、を備えている。スライダ２４ｂは、図示しない駆動
機構（例えばＡＣサーボモータ等）によって駆動され
る。

【００１９】上記構成によれば、アンテナ移動機構２４
によって測定位置(P1,P2,・・・,Pn)に移動されたアンテナ
２２により、測定位置(P1,P2,・・・,Pn)にそれぞれ対応す
る方向に被試験体１４から放射された電磁波を受信し、
その強度を測定することができる。また反射鏡２０の各
点からの反射波が略同じ方向（例えば鉛直下方）に向か
う波となる場合、各測定位置(P1,P2,・・・,Pn)において、
アンテナ２２の指向方向が反射波の進行方向の逆方向
（例えば鉛直上方）となるようにすればよい。図１の場
合、床面１８に対して水平な方向に移動するスライダ２
４ｂに、アンテナ２２を、その指向方向が鉛直上方とな
る姿勢で固定支持すればよい。すなわち、反射鏡２０
を、被試験体１４から複数の放射方向に放射された電磁
波を略同じ方向に向けて反射するように構成することに
より、アンテナ２２の支持構成を簡素化することができ
る。またアンテナ２２の指向性２２ａは、図１に示すよ
うに、反射波の進行方向の逆方向に鋭く、アンテナ２２
の感度が反射鏡２０からの反射波の進行方向に対して最
大となるようにするのが望ましい。こうすることで、強
度測定における放射方向の分解能を高くすることができ
るとともに、目的とする反射波以外の電磁波（例えば被
試験体１４から直接到来する電磁波）による干渉を抑制
することができる。

【００２０】また、図１に示す電波暗室１０では、反射
鏡２０により被試験体１４からの電磁波が被試験体１４
に向けて反射されるのを抑制する反射抑制部材２６が設
けられている。より具体的には、被試験体１４から反射
波の進行方向（例えば鉛直下方）の逆方向に遡った位置
（例えば被試験体１４から鉛直上方の領域）の鏡面２０
ａ上に、反射抑制部材（例えば電波吸収体）２６が設け
られる。このような構成により、被試験体１４から放射
された電磁波が反射鏡２０で反射されて再び被試験体１
４に戻り、放射電磁波と干渉するのを抑制することがで
きる。

【００２１】また、図１に示す電波暗室１０では、被試
験体１４と反射抑制部材２６との間に、被試験体１４か
ら反射抑制部材２６の設置領域に向けて放射される電磁
波を測定するためのアンテナ２８が設けられる。なおア
ンテナ２８は、被試験体１４から直接到来する電磁波を
受信する。この領域には、アンテナ２８を水平方向に移
動させるアンテナ移動機構３０が設けられる。アンテナ
移動機構３０は、反射鏡２０（天井）に設置された水平
方向に伸びるレール３０ａと、アンテナ２８を支持しレ
ール３０ａ上を水平方向に移動するスライダ３０ｂと、
スライダ３０ｂをレール３０ａに沿って移動させる駆動
機構（例えばＡＣサーボモータ等；図示せず）と、を備
える。このようなアンテナ移動機構３０を備えることに
より、反射抑制部材２６の設置領域を比較的広く設定し
た場合にも、その領域内の各位置で電磁波を測定するこ
とができる。

【００２２】被試験体１４を載置する載置台３４は、図
示しない回転機構を備え、床面１８に垂直な中心軸（鉛
直軸）周りに回転自在に（すなわち床面１８に平行な面
内［水平面内］で回転自在に）構成されている。載置台
３４の複数の回転姿勢（例えば１周［360deg］を10deg
ずつ分割した角度）について、アンテナ２２，２８によ
り各測定位置で取得された測定結果により、被試験体１
４から所定距離離れた球面上における電磁波の強度分布
を取得することが可能となる。なお、載置台３４を回転
させるのに替えて、載置台３４を固定し、アンテナ移動
機構２４が中心軸周りに回転自在となるように構成して
も、同様の強度分布を取得することができる。

【００２３】また、図１に示す電波暗室１０では、被試
験体１４から放射された電磁波が床面１８側のアンテナ
２２に直接到来するのを抑制するために、受信アンテナ
の感度が反射鏡２０からの反射波の方向に対して最大と
なるような手段を備えており、破線Ｂより床面１８側に
は、被試験体１４からの電磁波が直接到達しないように
構成されている。このように、被試験体１４からアンテ
ナ２２に電磁波が直接到達しない領域に、反射波を測定
するためのアンテナ２２の測定位置(P1,P2,・・・,Pn)を設
定することにより、直接波による干渉の少ない、より高
精度な電磁波の測定が実現される。なお、アンテナ移動
機構２４，３０および載置台３２，３４（載置台３２以
外の構成要素）については、少なくともその表面が電波
の反射が少ない部材（例えば電波吸収体）および／また
は形状とするのが望ましい。このような部材としては、
例えば、紙、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピ
レン、グラスウール、乾燥木材、ＦＲＰ等がある。

【００２４】アンテナ２２，２８で取得された受信信号
は、放射電磁波測定装置３６に入力され、処理される。
放射電磁波測定装置３６は、システム１２各部の制御を
司るとともに測定結果の処理を行う制御部（例えばＣＰ
Ｕ等）３８と、アンテナ２２，２８で取得した電磁波の
強度を補正する補正処理部４０と、制御部３８の処理に
関するパラメータを記憶する記憶部（例えばＲＡＭ、Ｒ
ＯＭまたはハードディスク等）４２と、測定結果を出力
する出力部（例えばディスプレイ等）４４と、を備え
る。

【００２５】記憶部４２には、各測定位置にアンテナ２
２，２８を移動させるためのアンテナ移動機構２４，３
０の制御パラメータ、および所定の回転姿勢となるよう
載置台３４を回転させるための制御パラメータが記憶さ
れている。制御部３８は、それら制御パラメータを取得
してアンテナ移動機構２４，３０の駆動機構あるいは載
置台３４の回転機構の制御を行う。また記憶部４２に
は、載置台３４の各回転姿勢について取得された各測定
位置での測定結果または所定の処理済みの出力用データ
が格納される。さらに記憶部４２には、測定結果を処理
するのに必要なデータとして、例えば、測定位置と放射
方向との対応付けを示すデータ、および各測定位置まで
の電磁波の伝搬距離が格納されている。これにより、制
御部３８は、出力部４４で出力するデータを生成するこ
とができる。

【００２６】補正処理部４０は、アンテナ２２，２８で
受信した電磁波の強度の補正を行う。この補正により、
例えば、被試験体１４から各方向に向けて放射された電
磁波が所定距離離れた位置で受信された場合の強度が取
得される。こうして取得された受信強度は電磁波の放射
方向特性を示すことになる。電磁波の受信強度は、電磁
波の伝搬距離の自乗に反比例するから、各方向に向けて
放射された電磁波の被試験体１４からアンテナ２２，２
８までの伝搬距離をＬ１、電磁波の強度を取得する所定
距離をＬ２、またアンテナ２２，２８で取得された電磁
波の強度をＡ１とすると、次の式（１）により所定距離
Ｌ２における電磁波の強度Ａ２を取得することができ
る。

【数１】 Ａ２＝Ａ１・（Ｌ１／Ｌ２）² ・・・ （１） なお、記憶部４２には、測定位置(P1,P2,・・・,Pn)毎に伝
搬距離Ｌ１を示すパラメータが格納されており、補正処
理部４０は、このパラメータを用いて強度Ａ２を取得す
る。

【００２７】出力部４４は、補正処理部４０の処理結果
に基づき、所定距離Ｌ２での受信強度Ａ２を出力する。
これを出力するための出力データは、制御部３８におい
て、被試験体１４から所定距離Ｌ２離間した半球面上に
おける受信強度Ａ２の分布を出力部４４において例えば
立体的に表現するための画像データとして生成される。

【００２８】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例
えば、図３に示すように、反射鏡６０を、放物線Ｐｒ
（太い破線）に沿った細長い曲面状の鏡面６０ａを備え
た構成としてもよい。この場合、載置台３４および／ま
たは反射鏡６０を鉛直軸Ｃを中心として相対的に回転し
た各角度位置で測定を行うことにより、被試験体から鉛
直軸Ｃの周囲の各方向に放射される電磁波の強度、ひい
ては被試験体から所定距離離間した半球面上における受
信強度の分布を取得することができる。また、反射鏡
は、連続的な曲面として構成するのではなく、要素とし
ての小さな平面鏡を複数組み合わせて構成するようにし
てもよい。また、上記実施形態では、アンテナ（２２，
２８）をスライダ（２４ｂ，３０ｂ）に一定姿勢となる
ように固定支持したが、各測定位置においてその指向方
向が可変自在となるよう、例えばアンテナをスライダに
回動自在に支持するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被試験体から放射され一旦反射鏡で反射された電磁波を
測定することができる分、被試験体からアンテナまでの
距離を長くとることができる。また、被測定物とアンテ
ナの位置関係によらずアンテナ指向性を変える必要が無
い分、簡易な機構によって３次元的な電磁界分布を知る
ことができる。さらに、反射鏡で反射された電磁波の大
半は、反射抑制部材に対してほぼ垂直角度に入射される
ため、反射抑制部材の反射抑制効果が極めて高い分、高
精度な測定が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態にかかる電波暗室および電
磁波測定システムの全体構成を示す図である。

【図２】 本発明の実施形態にかかる電波暗室の反射鏡
の形状を示す斜視図である。

【図３】 本発明の別の実施形態にかかる電波暗室の反
射鏡の形状を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，５０ 電波暗室、１２ 放射電磁波測定システ
ム、１４ 被試験体、１８ 床面、２０，６０ 反射
鏡、２０ａ，６０ａ 鏡面、２２，２８ アンテナ、２
２ａ アンテナ指向性、２４，３０ アンテナ移動機
構、２６ 反射抑制部材、３２，３４ 載置台、３６
放射電磁波測定装置、３８ 制御部、４０ 補正処理
部、４２ 記憶部、４４ 出力部。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験体の設置領域の上方となる位置
   に、被試験体から放射された電磁波をその放射方向に応
   じた床面側の測定位置に向けて反射する反射鏡を備えた
   ことを特徴とする電波暗室。
2. 【請求項２】 前記反射鏡は、被試験体から複数の放射
   方向に放射された電磁波を略同じ方向に向けて反射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電波暗室。
3. 【請求項３】 前記反射鏡の鏡面と所定の鉛直平面との
   交線が放物線となることを特徴とする請求項１または２
   に記載の電波暗室。
4. 【請求項４】 前記反射鏡により被試験体からの電磁波
   が被試験体に向けて反射されるのを抑制する反射抑制部
   材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の電波暗室。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の電波
   暗室用の放射電磁波測定システムであって、 放射方向に応じた床面側の各測定位置に電磁波を受信す
   るアンテナを移動させるアンテナ移動機構を備えること
   を特徴とする放射電磁波測定システム。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれかに記載の電波
   暗室用の放射電磁波測定システムであって、 被試験体から電磁波を受信するアンテナまでの反射鏡を
   経由した電磁波の伝搬距離に応じて測定結果を補正する
   補正処理部を備えることを特徴とする放射電磁波測定シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記補正処理部は、被試験体から等距離
   における電磁波強度となるように被試験体からの各放射
   方向に対する測定結果を補正することを特徴とする請求
   項６に記載の放射電磁波測定システム。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の電波暗室用の放射電磁
   波測定システムであって、 被試験体に向けて放射電磁波が反射されるのを抑制する
   前記反射抑制部材の設置される位置と被試験体の設置位
   置との間に、電磁波を受信するアンテナを備えることを
   特徴とする放射電磁波測定システム。
9. 【請求項９】 請求項１乃至４のいずれかに記載の電波
   暗室用の放射電磁波測定システムであって、 前記受信アンテナの指向特性を利用し、放射電磁波が被
   試験体から床面側の測定位置に直接到来するのを抑制す
   ることを特徴とする放射電磁波測定システム。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至４のいずれかに記載の電
    波暗室内において、被試験体から放射された電磁波の前
    記反射鏡による反射波を、被試験体からの放射方向に応
    じた床面側の測定位置で測定することを特徴とする放射
    電磁波の測定方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の放射電磁波の測定
    方法であって、 被試験体から直接到来する電磁波の遮蔽される測定位置
    で放射電磁波の測定を行うことを特徴とする放射電磁波
    の測定方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１に記載の放射電
    磁波の測定方法であって、 各放射方向に対する測定結果を電磁波の伝搬距離に基づ
    いて補正し、被試験体から等距離における電磁波強度を
    取得することを特徴とする放射電磁波の測定方法。