JP2005189045A - 電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラム - Google Patents

電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 最大放射周波数を高精度に自動特定し、電磁妨害波の測定時間を大幅に短縮する。
【解決手段】 電子機器２７を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲で電子機器２７からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するために、ＥＭＩ関連工業規格に規定された周波数範囲にて妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得し、これら複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出し、この受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、ここに抽出された最大放射周波数範囲にて指定帯域スペクトラムデータを複数取得して受信レベルの平均値曲線を算出し、ここに算出された受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、ここに特定された最大放射周波数における電磁界を測定する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、電子機器等から放射される妨害電磁波に起因した電磁界を測定する電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関し、特に、妨害電磁波の受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、この最大放射周波数範囲にて受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定することによって、妨害電磁波によるスペクトラムデータが最大となる最大放射周波数を自動特定できるようにした電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに係る。
多くの電子機器において、ＣＰＵ、バス及び外部メモリ等を駆動するためのクロック発振回路等から放射される電磁波は、他の電子機器等の機能を妨害する電磁波妨害（ＥＭＩ：Electro-magnetic interference）の原因となり得ることから、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）及び国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）等の公的機関によりＥＭＩ関連工業規格が策定され、その放射レベルが規制されている。
このため、一般に、ＦＣＣルール及びＣＩＳＰＲ２２規格等に規定された放射レベルの限界値（リミット）からマージンを差し引いた値をリミットマージンとして予め設定し、電子機器から放射される妨害電磁波の準尖頭値がこのリミットマージンを満たすか否かを評価することによって、ＥＭＩ関連工業規格適合評価を実施している。
電子機器等から放射される妨害電磁波の測定は、通常、電波暗室内で電磁界測定システムを用いて行われる。図１６に、従来の電磁界測定システム２００の構成例を示す。従来の電磁界測定システム２００は、内周壁に電波吸収体２５が設けられた電波暗室２０の内部に設置された受信アンテナ２１、アンテナマスト２２、アンテナポジショナー２３及び金属製のリファレンスグランドプレーン２４と、このリファレンスグランドプレーン２４下に設けられたピット３０の内部に設置されたアンテナポジショナー駆動装置３１、スペクトラムアナライザ３２及びＲＦアンプ３３と、測定室４０の内部に設置されたＥＭＩレシーバ４１及びコンピュータ４２とを備えて構成される。
受信アンテナ２１は、被測定電子機器（ＥＵＴ：Equipment Under Test）から放射される妨害電磁波を受信する。アンテナマスト２２、アンテナポジショナー２３及びアンテナポジショナー駆動装置３１は、コンピュータ４２の制御下で受信アンテナ２１の位置を垂直方向に移動させる。
スペクトラムアナライザ３２は、受信アンテナ２１による妨害電磁波の受信レベルの最大値（ピーク値）を周波数毎に保持して記録するMaxHold機能と、受信アンテナ２１による妨害電磁波の受信レベルをスイープ毎に周波数別に記録するClear/Write機能とを備える。このスペクトラムアナライザ３２は、受信アンテナ２１により受信された妨害電磁波をＲＦアンプ３３を介して取得し、複数のスペクトラムデータを生成する。
ＥＭＩレシーバ４１は、準尖頭値検波モードを備え、妨害電磁波の許容値を規定する準尖頭値データを取得する。コンピュータ４２は、この電磁界測定システム２００の動作を制御すると共に、スペクトラムアナライザ３２及びＥＭＩレシーバ４１により取得されたスペクトラムデータを解析する。
電波暗室２０の内部には、図１７に示すように、ターンテーブル２６が更に設置され、このターンテーブル２６上に、被測定電子機器２７（以下、ＥＵＴ２７と記載する）と、その周辺機器２８とを載置して３６０deg回転させると共に、受信アンテナ２１を１ｍ乃至４ｍの範囲で垂直移動させながらＥＵＴ２７からの妨害電磁波を連続的に受信することによって、このＥＵＴ２７から放射された妨害電磁波に起因する電磁界をスペクトラムアナライザ３２及びＥＭＩレシーバ４１を用いて測定することができるように構成される。
このように構成された電磁界測定システム２００によって、図１８に示すフローチャートに従い電磁界測定が実行される。従来の電磁界測定方法では、このフローチャートのステップＳ２０１で、ターンテーブル２６によりＥＵＴ２７を３６０deg回転させると共に、受信アンテナ２１を１乃至４ｍの範囲で垂直方向にスキャンしてＥＵＴ２７からの妨害電磁波を連続的に受信し、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能を用いて、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲において、スペクトラムデータの最大値を取得する。
次に、ステップＳ２０２で、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により取得されたスペクトラムデータに基づいて、ＥＵＴ２７からの妨害電磁波がリミットマージンを満たすと判断した場合、測定を終了する。一方、ＥＵＴ２７からの妨害電磁波がリミットマージンを満たさない可能性がある場合、リミットマージンを満たさない可能性のある周波数をステップＳ２０２でスペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により取得されたスペクトラムデータから抽出してステップＳ２０３に進む。
このステップＳ２０３で、リミットマージンを満たさない可能性のある周波数を中心周波数として、任意の周波数範囲を測定周波数範囲に設定し、駆動系を固定して受信アンテナ２１による受信位置を保持した状態で、スペクトラムアナライザ３２が備えるClear/Write機能を用いて、指定帯域スペクトラムデータを目視にて確認することによって、スペクトラムデータが最大となり得る周波数、即ち、最大放射周波数を測定経験または勘により特定する。ここで、指定帯域スペクトラムデータとは、任意で選択された周波数範囲のスペクトラムデータをいう。
このようにして特定された最大放射周波数を、ステップＳ２０４で、ＥＭＩレシーバ４１に測定周波数として設定し、駆動系を固定した状態で、ＥＭＩレシーバ４１の準尖頭値（ＱＰ：Quasi Peak）検波モードでのデータが最大となるように、最大放射周波数を手動で微調整する。
次に、ステップＳ２０５で、駆動系を稼動させてターンテーブル２６を回転させると共に、受信アンテナ２１をスキャンさせることによって、微調整後の最大放射周波数において、スペクトラムデータが最大となる放射方向を手動で特定する。
最後のステップＳ２０６で、ステップＳ２０４で特定された最大放射周波数及びステップＳ２０５で特定された最大放射方向において、ＥＭＩレシーバ４１の準尖頭値検波モード（以下、ＱＰ検波モードと記載する）により手動測定を行ってスペクトラムデータを取得し、測定を終了する。
このように取得されたスペクトラムデータの最大値が、リミットマージンを満たすか否かを判定することによって、電子機器に対するＥＭＩ関連工業規格適合評価を実施していた。
この従来の電磁界測定方法では、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲におけるスペクトラムから最大放射周波数を抽出することが困難であったため、測定スキルの不十分な測定者は、最大放射周波数を正確に特定することができなかった。従って、充分にトレーニングされて熟練した測定専任者以外の測定者では、ＥＵＴ２７から放射される電磁波がリミットマージンを満たすか否かを正しく判断することが難しかったので、例えば、電子機器設計技術者等は、ＥＭＩ関連工業規格適合評価を高精度に実施することができないという問題があった。
そこで、ＥＭＩ関連工業規格により測定周波数範囲として規定された３０ＭＨｚ乃至１ＧＨｚの周波数帯域を予め複数の周波数帯域に分割し、これら複数の周波数帯域毎にＥＵＴ２７からの妨害電磁波（不要輻射）をスペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能（ピークホールド機能ともいう）を用いて測定することによって、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲におけるスペクトラムから最大放射周波数を取りこぼすことなく抽出することができるようにした不要輻射の自動測定方法が開示されている。
この不要輻射の自動測定方法によれば、測定スキルの不十分な測定者であっても、最大放射周波数を容易に特定することができるので、ＥＭＩ関連工業規格適合評価を誰でも簡単に実施することが可能となる（特許文献１参照）。
特開２００１−３２４５２４号公報
しかしながら、特許文献１に記載された不要輻射の自動測定方法においては、分割された複数の周波数帯域毎に、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により不要輻射（妨害電磁波）の受信レベルの最大値を測定するように構成されていたため、以下のような問題があった。
（１）多くの電子機器では、ＣＰＵ、バス及び外部メモリ等を駆動するために夫々固有のクロックを使用しているため、このような電子機器からの妨害電磁波の広帯域スペクトラム等には、デジタルクロック信号等の基本波あるいは高調波が重畳して含まれる場合があるが、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能では、広帯域のノイズによるマスキング効果のために、最大放射周波数を正確に特定することができないという問題があった。
（２）スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により最大値Ｌpk_Maxを与える周波数として特定される最大放射周波数Ｆpk_Maxと、ＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにより最大値Ｌav_Maxを与える周波数として特定される最大放射周波数Ｆav_Maxとが、図１９に示すように相違する場合に、このＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにおける最大放射周波数Ｆav_Maxを見逃してしまう可能性が高い。
このスペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により特定される最大放射周波数Ｆpk_Maxと、ＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにより特定される最大放射周波数Ｆav_Maxとは、広帯域スペクトラムにおいて、５ＭＨｚ以上も異なる場合がある。これは、ＥＭＩレシーバ４１が、ＣＩＳＰＲ１６−１規格により規定された充電時定数と放電時定数とを備えた測定機器であって、妨害電磁波により充電されるエネルギー量に応じて検波レベルが決定されるからである。
例えば、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により取得された約５５ｄＢ［μＶ／ｍ］の最大受信レベルＬpk_Maxに対応する最大放射周波数Ｆpk_Maxにおいて、電界強度を測定してＱＰ評価を実施すると、図２０（ａ）に示すように、約２０ｄＢ［μＶ／ｍ］まで大きくレベルが下がる。これは、間欠的にレベルが高くなる妨害電磁波（ＥＭＩ）では、充電されるエネルギー量が少ないためである。
一方、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により取得されたレベルＬav_Maxは、ＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにより特定される最大放射周波数Ｆav_MaxでのＱＰ評価においても、図２０（ｂ）に示すように、約４５ｄＢ［μＶ／ｍ］のまま保持される。このようなレベル変動の小さなＥＭＩでは、充電されるエネルギー量が多いため、ＱＰ評価においても大きなレベルダウンは認められないからである。
従って、ＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにてＱＰ評価すべき最大放射周波数は、このＥＭＩレシーバ４１のＱＰ検波モードにより特定される最大放射周波数Ｆav_Maxであるが、ＥＭＩレシーバ４１での最大放射周波数の微調整は、一般に５００ｋＨｚ以内で実行されるため、この最大放射周波数Ｆav_Maxと、スペクトラムアナライザ３２のMaxHold機能により特定された最大放射周波数Ｆpk_Maxとが相違する場合、熟練した測定専任者でなければ、この最大放射周波数Ｆav_Maxを見逃してしまう可能性が高い。
このため、スペクトラムアナライザ３２のClear/Write機能とMaxHold機能とを併用し、受信レベルの時間変動、例えば、定常波と間欠波との相違等を考慮しながら、スペクトラムデータが最大となり得る最大放射周波数を目視で特定しなければならないという問題があった。また、この最大放射周波数の特定方法を的確に実施するためには、妨害電磁波の測定方法に関する充分な知識及び経験が必要とされ、熟練した測定者を育成しなければならないという問題もあった。
本発明は、上記問題を解決し、最大放射周波数を高精度に自動特定することができるため、ＥＭＩ関連工業規格適合評価に要する電磁妨害波の測定時間を大幅に短縮することができる電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る電磁界測定システムは、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するシステムであって、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得するデータ取得手段と、このデータ取得手段により取得された複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出するデータ解析手段と、このデータ解析手段により算出された受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出する手段と、この最大放射周波数範囲抽出手段により抽出された最大放射周波数範囲にてデータ取得手段により指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、これら複数の指定帯域スペクトラムデータからデータ解析手段により受信レベルの平均値曲線を算出し、この受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、この最大放射周波数における電磁界を測定するように制御する測定制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る電磁界測定システムによれば、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する場合に、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波を受信したレベルがデータ取得手段により周波数別に記録されて複数のスペクトラムデータが取得される。これら複数のスペクトラムデータからデータ解析手段により受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線が算出され、これら受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲抽出手段により最大放射周波数範囲が抽出される。そして、この最大放射周波数範囲にてデータ取得手段により指定帯域スペクトラムデータが複数取得され、これら複数の指定帯域スペクトラムデータからデータ解析手段により受信レベルの平均値曲線が算出されると共に、この受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、この最大放射周波数における電磁界を測定するように測定制御手段により制御される。
従って、最大放射周波数として高精度に自動特定された周波数における電磁界を測定することができるから、この最大放射周波数における妨害電磁波に起因した電磁界の最大強度を自動測定することができるため、ＥＭＩ関連工業規格適合評価において測定時間を大幅に短縮できる。
本発明に係る電磁界測定方法は、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する方法であって、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得し、ここに取得された複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出し、ここに算出された受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、ここに抽出された最大放射周波数範囲にて指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、ここに取得された複数の指定帯域スペクトラムデータから受信レベルの平均値曲線を算出し、ここに算出された受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、ここに特定された最大放射周波数における電磁界を測定することを特徴とする。
本発明に係る電磁界測定方法によれば、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する場合に、最大放射周波数として高精度に自動特定された周波数における電磁界を測定することができる。従って、この最大放射周波数における妨害電磁波に起因した電磁界の最大強度を自動測定することができるため、ＥＭＩ関連工業規格適合評価において測定時間を大幅に短縮できる。
本発明に係る電磁界測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するために、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得し、ここに取得された複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出し、ここに算出された受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、ここに抽出された最大放射周波数範囲にて指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、ここに取得された複数の指定帯域スペクトラムデータから受信レベルの平均値曲線を算出し、ここに算出された受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、ここに特定された最大放射周波数における電磁界を測定することを特徴とする。
本発明に係る電磁界測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによれば、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する場合に、最大放射周波数として高精度に自動特定された周波数における電磁界を測定することができる。従って、この最大放射周波数における妨害電磁波に起因した電磁界の最大強度を自動測定することができるので、ＥＭＩ関連工業規格適合評価において測定時間を大幅に短縮できるようになる。
本発明に係る電磁界測定システムによれば、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する場合に、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波の受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出する手段を備え、この最大放射周波数範囲にて受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定するものである。
この構成によって、最大放射周波数として高精度に自動特定された周波数における電磁界を測定することができるから、この最大放射周波数における妨害電磁波に起因した電磁界の最大強度を自動測定することが可能となる。従って、ＥＭＩ関連工業規格適合評価において測定時間を大幅に短縮できると共に、熟練した測定専任者でなくても高精度の規格適合確認評価を容易に実施することができるようになる。また、最大放射周波数の特定操作及び測定周波数の設定操作を完全に自動化することができるため、測定者による最大放射周波数の誤設定及びこのような誤設定に起因する測定エラーを防止することができる。
本発明に係る電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによれば、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するために、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波の受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、ここに抽出された最大放射周波数範囲にて受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定するようになされる。
この構成によって、最大放射周波数として高精度に自動特定された周波数における電磁界を測定することができるから、この最大放射周波数における妨害電磁波に起因した電磁界の最大強度を自動測定することが可能となる。従って、ＥＭＩ関連工業規格適合評価において測定時間を大幅に短縮できると共に、熟練した測定専任者でなくても高精度の規格適合確認評価を容易に実施することができるようになる。また、最大放射周波数の特定操作及び測定周波数の設定操作を完全に自動化することができるため、測定者による最大放射周波数の誤設定及びこのような誤設定に起因する測定エラーを防止することができる。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る電磁界測定システム、電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの実施に最良の形態について説明する。
［１］第１の実施形態
この第１の実施形態では、電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲でこの電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して妨害電磁波に起因する電磁界を測定する場合に、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲にて、この妨害電磁波に関する受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を設定する設定手段を備え、この最大放射周波数範囲で受信レベルの周波数別平均値が最大となる周波数を最大放射周波数として特定する。
これによって、デジタルクロック信号等の基本波あるいは高調波においてＥＭＩ関連工業規格適合評価でのリミットマージンを満足するか否か疑わしい周波数を最大放射周波数として高精度に自動特定できるようにしたものである。
本実施形態に係る電磁界測定システム１００は、図１６に示した従来の電磁界測定システム２００をベースとして構成され、電波暗室２０に設置された受信アンテナ２１、アンテナマスト２２、アンテナポジショナー２３、リファレンスグランドプレーン２４、電波吸収体２５及びターンテーブル２６と、ピット３０に設置されたアンテナポジショナー駆動装置３１、スペクトルアナライザ３２及びＲＦアンテナ３３と、測定室４０に設置されたＥＭＩレシーバ４１及びコンピュータ４２とを備えて構成される。
この電磁界測定システム１００は、電子機器等のＥＵＴ２７をターンテーブル２６により回転させると共に、その回転軸方向、即ち、垂直方向に予め規定された範囲で、このＥＵＴ２７からの妨害電磁波を受信アンテナ２１により連続的に受信することによって、この妨害電磁波により生成される電磁界を測定するシステムである。
本実施形態に係る電磁界測定システム１００の測定制御系においては、図１のブロック図に示すように、スペクトラムアナライザ３２及びＥＭＩレシーバ４１等を有して構成されるＥＭＩ測定機器と、アンテナマスト２２及びターンテーブル２６等を有して構成される駆動系とを、測定機器接続の標準規格である汎用計測インタフェイスバス（General Purpose Interface Bus：以下、ＧＰＩＢと記載する）によりコンピュータ４２に接続し、このコンピュータ４２により制御する。
ピット３０の内部には、スペクトラムアナライザ３２、同軸リレースイッチマトリクス３４及びＧＰＩＢエクステンダ３５が設置され、スペクトラムアナライザ３２と同軸リレースイッチマトリクス３４とが、ＧＰＩＢエクステンダ３５にＧＰＩＢケーブルにより夫々接続される。
本実施形態では、妨害電磁波を受信アンテナ２１により受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得するデータ取得手段の機能をスペクトラムアナライザ３２に割り当てる。
コンピュータ４２は、ＧＰＩＢボード４２１，４２２、データ解析手段４２３、最大放射周波数範囲抽出手段４２４及び測定制御手段４２５を有して構成される。ＧＰＩＢボード４２１は、ＧＰＩＢエクステンダ４６を介してピット３０内部のＧＰＩＢエクステンダ３５に接続される。ＧＰＩＢエクステンダ３５，４６は、コンピュータ４２とスペクトラムアナライザ３２及び同軸リレースイッチマトリクス３４との間での通信エラーを防止するために使用される。また、同軸リレースイッチマトリクス３４は、所定の周波数毎にスペクトラムアナライザ３２を受信アンテナ２１に接続するために使用される。ＧＰＩＢエクステンダ３５とＧＰＩＢエクステンダ４６とは、光ファイバケーブルにより接続され、ＧＰＩＢボード４２１を介してコンピュータ４２とスペクトルアナライザ３２とを接続する高速伝送系５１を構築する。
ＧＰＩＢボード４２２は、ＧＰＩＢケーブルによりＥＭＩレシーバ４１、信号発振器４３、アンテナポジションコントローラ４４及びターンテーブルコントローラ４５に夫々接続され、これらをコンピュータ４２に接続する低速伝送系５２を構築する。
データ解析手段４２３は、ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲において、スペクトラムアナライザ３２により取得されたスイープ毎のスペクトラムデータを高速伝送系５１を介して取り込み、これら複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出する。
最大放射周波数範囲抽出手段４２４は、データ解析手段４２３により算出された受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出する。
測定制御手段４２５は、最大放射周波数範囲抽出手段４２４により抽出された最大放射周波数範囲にてスペクトラムアナライザ３２により指定帯域スペクトラムデータを最大放射周波数解析用スペクトラムデータとして複数取得し、これら複数の指定帯域スペクトラムデータからスペクトラムアナライザ３２により受信レベルの平均値曲線を算出し、この受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、この最大放射周波数における電磁界を測定するように制御する。
これらデータ解析手段４２３、最大放射周波数範囲抽出手段４２４及び測定制御手段４２５の機能を、コンピュータ４２に実装されたＣＰＵ（図示せず）に割り当てる。この図示しないＣＰＵが、図示しない半導体メモリ等の記憶手段に格納された制御プログラムを実行することによって、データ解析手段４２３、最大放射周波数範囲抽出手段４２４及び測定制御手段４２５として機能し、本発明に係る電磁界測定方法を実行する。
ＥＭＩレシーバ４１は、従来同様に、ＱＰ検波モードで妨害電磁波による電磁界を測定してＱＰ評価に必要なスペクトラムデータを取得する。信号発振器４３は、測定前に各機器に確認信号を送出して動作確認を行う。アンテナポジションコントローラ４４は、アンテナポジショナー２３の高さを制御することにより受信アンテナ２１による妨害電磁波の受信位置を制御する。ターンテーブルコントローラ４５は、ターンテーブル２６の回転駆動角度を制御することによって、ＥＵＴ２７から放射される妨害電磁波の受信レベルが最大となる最大放射方向を自動特定する。
これらのＥＭＩ測定機器及び駆動系を構成する機器は、駆動系及び測定系のＧＰＩＢ等を介した通信時間が短いことが望ましい。また、駆動系は、シーケンサ等により２進化１０進コード（ＢＣＤ：Binary Coded Decimal）出力を直接コンピュータに取り込むように構成しても良い。
このように構成された電磁界測定システム１００において、スペクトラムアナライザ３２をデータ取得手段として機能させてスペクトラムデータを取得する場合、図２に示すように、このスペクトラムアナライザ３２のClear/Write機能を活用し、スイープ毎のスペクトラムデータを複数取得し、これらスイープ毎のスペクトラムデータを最大放射周波数解析用スペクトラムデータとしてコンピュータ４２に取り込む。
具体的には、ＥＵＴ２７を載置したターンテーブル２６の角度が、例えば、９０degであるとき、リファレンスグランドプレーン２４からの高さが１００ｃｍ（１ｍ）となるように受信アンテナ２１ａの位置を設定してＥＵＴ２７からの妨害電磁波を受信し、この受信アンテナ２１ａにより妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録してスペクトラムデータＳＤ１を取得する。
同様に、受信アンテナ２１ｂのように、リファレンスグランドテーブル２４から「ｈ」ｃｍの高さとなるように受信アンテナ２１の位置を設定してＥＵＴ２７からの妨害電磁波を受信し、この受信アンテナ２１ｂにより妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録してスペクトラムデータＳＤ２を取得する。また、受信アンテナ２１ｃのように、受信位置がリファレンスグランドテーブル２４から４００ｃｍ（４ｍ）の高さとなるように設定してＥＵＴ２７からの妨害電磁波を受信し、この受信アンテナ２１ｃにより妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録してスペクトラムデータＳＤ３を取得する。
そして、図３に示すように、ターンテーブル２６の角度を変更し、異なる角度で受信アンテナ２１を垂直方向にスキャンさせてＥＵＴ２７からの妨害電磁波を受信する。これによって、ターンテーブル２６を中心にした円筒面２６ａ表面上での妨害電磁波の受信レベルを周波数に記録したスペクトラムデータを複数取得する。この全スペクトラムデータの最大値を周波数別に記録することによって、受信レベルの最大値曲線６０を算出してスペクトラムデータＳＤ４を取得する。
また、これら全スペクトラムデータの平均値を周波数別に記録することによって、受信レベルの平均値曲線を算出する。以下、取得したスペクトラムデータの最大値を周波数別にプロット（記録）した曲線を受信レベルの最大値曲線としてＰＫ曲線と記載し、取得したスペクトラムデータの平均値を周波数別にプロットした曲線を受信レベルの平均値曲線としてＡＶ曲線と記載する。
このようにして算出されたＰＫ曲線とＡＶ曲線に基づいて、コンピュータ４２に最大放射周波数範囲抽出手段として割り当てられた演算機能によって、最大放射周波数範囲を抽出する。
このとき、図４に示すように、算出されたＰＫ曲線６１及びＡＶ曲線７１が広帯域スペクトラムか若しくは狭帯域スペクトラムか、又は受信レベルが変動しているか否かのようなスペクトラムの特徴を自動的にプロファイル化するパラメータを設定する。これによって、妨害電磁波の測定方法に熟練した測定専任者等が、リミットマージンを満たすか否か疑わしい周波数を抽出する際に判断基準とする項目をソフトウエア上で実現することができる。このため、妨害電磁波の測定方法に関する知識及び経験が不足していても、リミットマージンを満たさない可能性が高い周波数を正確に抽出することができるようになる。
このスペクトラムの自動プロファイル化においては、測定熟練者による判断と同様に、例えば、受信レベルが高いと推定されるスペクトラムか、デジタルクロック信号の基本波及び高調波が広帯域スペクトラム等に含まれるか否か等を、プログラムによりコンピュータ４２に判断させるために、スペクトラムデータから最大放射周波数範囲を抽出する閾値ΔＬpk，ΔＬavをパラメータとして設定する。閾値ΔＬpkは、ＰＫ曲線６１でのスペクトラムデータの最大値Ｌpk_Maxより所定レベル、通常２乃至６ｄＢ［μＶ／ｍ］減衰した値である。また、閾値ΔＬavは、ＡＶ曲線７１でのスペクトラムデータの最大値Ｌav_Maxより所定レベル、通常４乃至８ｄＢ［μＶ／ｍ］減衰した値である。
ＰＫ曲線６１において、スペクトラムデータの最大値Ｌpk_Maxより閾値ΔＬpk減衰した値に対応する高周波数側の周波数を高周波数側閾値Ｆpk_Highとし、低周波数側の周波数を低周波数側閾値Ｆpk_Lowとする。また、ＡＶ曲線７１において、スペクトラムデータの最大値Ｌav_Maxより閾値ΔＬav減衰した値に対応する高周波数側の周波数を高周波数側閾値Ｆav_Highとし、低周波数側の周波数を低周波数側閾値Ｆav_Lowとする。このとき、図５に示すように、ＰＫ曲線６１における高周波数側閾値Ｆpk_HighがＡＶ曲線７１における高周波数側閾値Ｆav_High以上であり、且つ、ＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_LowがＡＶ曲線７１における低周波数側閾値Ｆav_Low以下である場合、コンピュータ４２に最大放射周波数範囲抽出手段４２４として割り当てられた演算機能によって、このＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_Lowから高周波数側閾値Ｆpk_Highまでを最大放射周波数範囲として抽出する。
即ち、下記の（１）式のように条件式を設定し、
Ｆpk_High≧Ｆav_High かつ Ｆpk_Low≦Ｆav_Low ・・・（１）
（１）式が成立する場合、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数をＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_Lowとし、スイープ終了周波数をＰＫ曲線６１における高周波数側閾値Ｆpk_Highとする。
一方、図６に示すように、ＰＫ曲線６２における高周波数側閾値Ｆpk_HighがＡＶ曲線７２における高周波数側閾値Ｆav_High未満であり、且つ、ＰＫ曲線６２における低周波数側閾値がＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowより高周波数側にある場合は、コンピュータ４２に最大放射周波数範囲抽出手段４２４として割り当てられた演算機能によって、このＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowから高周波数側閾値Ｆav_Highまでを最大放射周波数範囲として抽出する。
即ち、下記式（２）のように条件式を設定し、
Ｆpk_High＜Ｆav_High かつ Ｆpk_Low＞Ｆav_Low ・・・（２）
（２）式が成立する場合、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数をＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowとし、スイープ終了周波数をＡＶ曲線７２における高周波数側閾値Ｆav_Highとする。
また、上記（１）式及び（２）式のいずれの条件も満たさない場合、例えば図１９に示したように、ＰＫ曲線での最大値Ｌpk_Maxに対応する周波数Ｆpk_MaxとＡＶ曲線での最大値Ｌav_Maxに対応する周波数Ｆav_Maxとが著しく相違する場合には、コンピュータ４２に最大放射周波数範囲抽出手段４２４として割り当てられた演算機能によって、ＰＫ曲線での最大値Ｌpk_Maxに対応する周波数Ｆpk_Maxを最大放射周波数範囲の中心周波数に設定すると共に、このＰＫ曲線における高周波数側閾値Ｆpk_Highから低周波数側閾値Ｆpk_Lowを減算し、この減算値に所定定数Ａを乗算して得られる周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出する。
即ち、上記（１）式及び（２）式のいずれの条件式も成立しない場合、ＰＫ曲線での最大値Ｌpk_Maxに対応する周波数Ｆpk_Maxを最大放射周波数範囲の中心周波数とし、スペクトラムアナライザ３２の周波数設定における周波数範囲FreqSpanを下記式（３）のように設定する。
FreqSpan ＝ （Ｆpk_High − Ｆpk_Low）×Ａ ・・・（３）
ここで、所定定数Ａは、任意設定可能であって、最大放射周波数を逃さないように、２以上に設定することが望ましい。
このように、スペクトラムアナライザ３２により取得したスイープ毎のスペクトラムデータＳＤからＰＫ曲線６１及びＡＶ曲線７１を算出し、これらのＰＫ曲線６１及びＡＶ曲線７１に、妨害電磁波のスペクトラムに顕在する特徴をプロファイル化するためのパラメータとして、閾値ΔＬpk，ΔＬavを設定することによって、妨害電磁波の測定に関する熟練者が実施していた最大放射周波数範囲の抽出方法を、コンピュータ４２に実行させることが可能となる。
次に、スペクトラムの自動プロファイル化により抽出された最大放射周波数範囲をスペクトラムアナライザ３２の測定周波数範囲に設定し、最大放射周波数解析用スペクトラムとして指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、これら複数の指定帯域スペクトラムデータからＡＶ曲線を算出し、ここで算出されたＡＶ曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定する。
スペクトラムアナライザ３２の周波数分解能がＣＩＳＰＲ１６−１規格等に規定されたＥＭＩレシーバ４１の周波数分解能より高精度となるように測定周波数範囲を設定しなかった場合、周波数分解能の不足に起因した測定漏れが発生する可能性がある。そこで、このような測定漏れを防止することができ、且つ、最大放射周波数範囲を測定周波数範囲に設定することができるように、閾値ΔＬpkを２乃至６ｄＢ［μＶ／ｍ］に限定し、閾値ΔＬavを４乃至８ｄＢ［μＶ／ｍ］に限定する。
閾値ΔＬpkが２ｄＢ［μＶ／ｍ］より小さく、又は、閾値ΔＬavが４ｄＢ［μＶ／ｍ］より小さい場合、ＰＫ曲線又はＡＶ曲線での最大値から充分減衰した値に対応する周波数範囲を抽出することができないので、測定漏れを発生させる可能性が出てくる。一方、閾値ΔＬpkが６ｄＢ［μＶ／ｍ］より大きく、又は、閾値ΔＬavが８ｄＢ［μＶ／ｍ］より大きい場合、スペクトラムアナライザ３２の周波数分解能が充分に高精度となる測定周波数範囲より広い範囲を、最大放射周波数範囲として抽出してしまう可能性が高い。従って、閾値ΔＬpkを２乃至６ｄＢ［μＶ／ｍ］に限定し、閾値ΔＬavを４乃至８ｄＢ［μＶ／ｍ］に限定する。これらの限定値は、多数の妨害電磁波測定から導出された経験値である。
このように閾値ΔＬpk，ΔＬavを限定することによって、妨害電磁波の測定熟練者と同様に、コンピュータ４２により最大放射周波数範囲を高精度に自動抽出することができる。このため、広帯域スペクトラムでは周波数分解能の不足に起因した測定漏れを防止できると共に、ＱＰ検波モードで電磁妨害波の受信レベルが最大値となる周波数を高精度に自動特定することができるようになる。よって、自動特定された最大放射周波数をＥＭＩレシーバ４１に設定し、この最大放射周波数における電磁界を正確に測定することができるので、ＥＭＩ関連工業規格に準拠して設定したリミットマージンを満たさない可能性のある電子機器等に対するＱＰ評価を、誰でも簡単に実施することが可能となる。
次に、本発明に係る電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの実施形態として、上述した電磁界測定システム１００による電磁界測定例について説明する。図７は、本実施形態としての電磁界測定例を示すフローチャートであり、図８は、コンピュータ４２による最大放射周波数範囲の抽出例を示すフローチャートであり、図９は、コンピュータ４２による最大放射周波数の第１の特定例を示すフローチャートである。
この電磁界測定システム１００による電磁界測定例では、電子機器等に係るＥＵＴ２７をターンテーブル２６により３６０deg回転させると共に、その回転軸方向、即ち、垂直方向に予め規定された１ｍ乃至４ｍの範囲で、受信アンテナ２１によりＥＵＴ２７からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するために、コンピュータ４２に本発明に係る電磁界測定方法を実行させることを前提とする。
これを前提として、図７に示すフローチャートのステップＳ１０１で、スペクトラムアナライザ３２のClear/Write機能を用い、受信アンテナ２１により妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録してスイープ毎のスペクトラムデータを複数取得する。
ステップＳ１０２で、コンピュータ４２をデータ解析手段４２３として機能させ、これにより最大スペクトラムデータＳＤ４を算出する。ステップＳ１０３で、この最大スペクトラムデータＳＤ４のＰＫ曲線６０がリミットマージンを満たした場合、このＥＵＴ２７は規格適合品であるから、測定を終了する。ステップＳ１０３で、ＰＫ曲線６０がリミットマージンを満たさなかった場合、ステップＳ１０４に進む。
このステップＳ１０４で、スペクトラムアナライザ３２により取得された複数のスペクトラムデータからＰＫ曲線及びＡＶ曲線を算出し、ステップＳ１０５で、これらＰＫ曲線及びＡＶ曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出するために、図８に示すサブルーチンをコールする。これによって、スペクトラムのプロファイル化による最大放射周波数範囲の自動特定を実行し、スペクトラムデータの帯域幅に合わせた周波数範囲を計算処理により抽出する。
ここで図８に示すフローチャートに移行して、このサブルーチンのステップＳ１５１で、上記（１）式が成立する場合、即ち、ＰＫ曲線６１における高周波数側閾値Ｆpk_HighがＡＶ曲線７１における高周波数側閾値Ｆav_High以上であり、且つ、ＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_LowがＡＶ曲線７１における低周波数側閾値Ｆav_Low以下である場合、ステップＳ１５２に進み、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数StartFreqをＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_Lowとし、スイープ終了周波数StopFreqをＰＫ曲線６１における高周波数側閾値Ｆpk_Highとする。これによって、ＰＫ曲線６１における低周波数側閾値Ｆpk_Lowから高周波数側閾値Ｆpk_Highまでを最大放射周波数範囲として抽出し、図７に示したフローチャートのステップＳ１０６に戻る。
ステップＳ１５１で、上記（１）式が成立しない場合、ステップＳ１５３に進み、上記（２）式が成立する場合、即ち、ＰＫ曲線６２における高周波数側閾値Ｆpk_HighがＡＶ曲線７２における高周波数側閾値Ｆav_High未満であり、且つ、ＰＫ曲線６２における低周波数側閾値Ｆpk_LowがＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowより高周波数側にある場合、ステップＳ１５４に進み、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数StartFreqをＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowとし、スイープ終了周波数StopFreqをＡＶ曲線７２における高周波数側閾値Ｆav_Highとする。これによって、ＡＶ曲線７２における低周波数側閾値Ｆav_Lowから高周波数側閾値Ｆav_Highまでを最大放射周波数範囲として抽出し、図７に示したフローチャートのステップＳ１０６に戻る。
ステップＳ１５３で、上記（２）式が成立しない場合、ステップＳ１５５に進み、ＰＫ曲線での最大値Ｌpk_Maxに対応する周波数Ｆpk_Maxを最大放射周波数範囲の中心周波数CenterFreqに指定すると共に、このＰＫ曲線における高周波数側閾値Ｆpk_Highから低周波数側閾値Ｆpk_Lowを減算し、この減算値に所定定数Ａを乗算して得られる周波数範囲FreqSpanを最大放射周波数範囲として抽出し、図７に示したフローチャートのステップＳ１０６に戻る。
このステップＳ１０６で、上述のようにして抽出された最大放射周波数範囲において最大放射周波数を自動特定するために、図９に示すサブルーチンをコールする。ここで図９に示すフローチャートに移行して、このサブルーチンのステップＳ１６１で、上述のようにして抽出した最大放射周波数範囲、即ち、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数StartFreqとスイープ終了周波数StopFreq、または中心周波数CenterFreqと周波数範囲FreqSpanとをスペクトラムアナライザ３２で設定する。これによって、ステップＳ１０５で自動取得された最大放射周波数範囲を、スペクトラムアナライザ３２の観測周波数範囲として設定する。
次に、ステップＳ１６２で、スペクトラムアナライザ３２のClear/Write機能を用い、最大放射周波数範囲にてスイープ毎の指定帯域スペクトラムデータを最大放射周波数解析用スペクトラムデータとして、例えば５秒間以上のように、任意設定可能な指定時間内で再取得する。
そして、ステップＳ１６３で、複数取得された指定帯域スペクトラムデータからＡＶ曲線を算出し、ステップＳ１６４で、このＡＶ曲線での最大値に対応する周波数Ｆav_Maxを抽出し、ステップＳ１６５で、この周波数Ｆav_Maxを最大放射周波数として特定して、図７に示したフローチャートのステップＳ１０７に戻る。
このステップＳ１０７で、特定された最大放射周波数における妨害電磁波の最大放射方向を、最大放射方向特定アルゴリズムにより自動特定し、ステップＳ１０８で、特定された最大放射周波数をＥＭＩレシーバ４１に設定し、このＥＭＩレシーバ４１によりＱＰ検波モードで最大放射方向における妨害電磁波を自動測定する。これによって、自動特定された最大放射周波数における電磁界を測定して終了する。
このように、本発明に係る電磁界測定方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムによれば、プログラムの実行により最大放射周波数を自動特定することができると共に、この自動特定された最大放射周波数における電磁界をＱＰ検波モードで測定することができる。
従って、本実施形態で例示したように、本発明に係る電磁界測定方法を最大放射方向特定アルゴリズムと組み合わせることによって、ＱＰ検波モードでの自動測定を実現することができる。このため、従来手法では、測定熟練者であっても、一般に、５分以上／周波数を必要としていた測定作業を、本発明を適用することによって、２分／周波数にまで短縮することができる。ＥＭＩ関連工業規格適合評価においては、通常、約１０周波数／ＥＵＴの測定を実施するのが一般的であるから、従来の電磁界測定方法では約５０分／ＥＵＴを要した測定時間を、約２０分／ＥＵＴと大幅に短縮することができる。
また、熟練した測定専任者ではなく、例えば、電子機器等の商品の設計者のように測定スキルが不足した者であっても、規格適合確認評価を実施することができるようになるので、トレーニングを積んだ測定専任者が不要になる。
さらにまた、測定者による最大放射周波数の特定操作及び測定周波数の設定操作を完全に排除することができるため、最大放射周波数の誤設定とこの誤設定に起因する測定エラーも防止することができる。
［２］第２の実施形態
この第２の実施形態では、上述した電磁界測定システム１００において、測定制御手段４２５によりＡＶ曲線での最大値に対応する周波数Ｆav_Maxを最大放射周波数として特定した後、このＡＶ曲線において低周波数側閾値Ｆav_Lowから高周波数側閾値Ｆav_Highまでの周波数範囲のスペクトラムデータを除去し、この周波数範囲が除去されたＡＶ曲線より低周波数側閾値Ｆav_Low及び高周波数側閾値Ｆav_Highを再抽出し、ここで再抽出された低周波数側閾値Ｆav_Lowから高周波数側閾値Ｆav_Highまでの周波数範囲において、ＡＶ曲線の最大値に対応する周波数を最大放射周波数として追加特定する。
これによって、広帯域スペクトル等に含まれるデジタルクロック信号等の基本波及び高調波の最大放射周波数を漏れなく特定することができるようにしたものである。
スペクトラムアナライザ３２により取得された広帯域スペクトラムデータにデジタルクロック信号等の基本波及び高調波が含まれる場合、図１０に示すように、この広帯域スペクトラムデータでは、これらの基本波及び高調波が重畳されるため、ＡＶ曲線７３には複数の極大値（ピーク）が含まれることになる。
これら複数の極大値に夫々対応する周波数Ｆav_Max1，Ｆav_Max2を、基本波又は高調波における最大放射周波数として漏れなく特定するために、上述した第１の実施形態と同様に、スペクトラムをプロファイル化して最大放射周波数範囲を取得し、ここで取得された最大放射周波数範囲をスペクトラムアナライザ３２の観測周波数範囲として設定し、この最大放射周波数範囲にて最大放射周波数解析用スペクトラムデータを指定時間内で再取得する。
次に、再取得したスペクトラムデータを平均化処理し、最大放射周波数Ｆav_Maxを特定する。このとき、スペクトラムをプロファイル化するパラメータとして、閾値ΔＬavだけではなく、ＡＶ曲線７３でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max、このデータ最大値より閾値ΔＬavだけ減衰した値に対応する低周波数側閾値Ｆav_Low及び高周波数側閾値Ｆav_Highをも活用し、広帯域スペクトラムに含まれるデジタルクロック信号の基本波及び高調波の最大放射周波数を全て特定する。
具体的には、図１１に示すように、スペクトラムのプロファイル化により最大放射周波数範囲Ｂを抽出し、この最大放射周波数範囲Ｂにおいてスイープ毎のスペクトラムデータを取得してＡＶ曲線７３を算出する。そして、算出されたＡＶ曲線７３からデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max1と、低周波数側閾値Ｆav_Low1及び高周波数側閾値Ｆav_High1とを抽出し、ここに抽出されたデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max1を最大放射周波数の１つとして特定する。
次に、図１２に示すように、最大放射周波数範囲Ｂから低周波数側閾値Ｆav_Low1より高周波数側閾値Ｆav_High1までの周波数範囲におけるスペクトラムデータ７３ａを除去し、複数の最大放射周波数の特定に有効なスペクトラムデータとして、周波数範囲Ｃ，Ｄのスペクトラムデータを抽出する。
例えば、先に抽出された最大放射周波数範囲Ｂが５００乃至６００ＭＨｚであり、データ最大値に対応する周波数Ｆav_Max1が５５０ＭＨｚであり、低周波数側閾値Ｆav_Low1が５２５ＭＨｚであり、高周波数側閾値Ｆav_High1が５７５ＭＨｚであった場合、この低周波数側閾値Ｆav_Low1＝５２５ＭＨｚから高周波数側閾値Ｆav_High1＝５７５ＭＨｚまでの周波数範囲のスペクトラムデータが除去されるから、抽出されるスペクトラムデータの有効周波数範囲は、５００乃至５２５ＭＨｚ及び５７５乃至６００ＭＨｚである。
このようにして抽出されたスペクトラムデータの有効周波数範囲Ｃ，Ｄにおいて、データ最大値に対応する周波数Ｆav_Max2と、低周波数側閾値Ｆav_Low2及び高周波数側閾値Ｆav_High2とを夫々抽出し、ここに抽出されたデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max2を最大放射周波数の１つとして追加特定する。
これによって、デジタルクロック信号等の基本波及び高調波が重畳されて複数の極大値が含まれるスペクトラムであっても、複数の最大放射周波数を漏れなく自動特定することができるから、測定者による最大放射周波数の見逃しを防止することができる。
次に、この第２の実施形態に係る電磁界測定方法として、電磁界測定システム１００による最大放射周波数の第２の特定例について説明する。この最大放射周波数の第２の特定例では、第１の実施形態と同様に、図７に示したフローチャートに従ってコンピュータ４２により電磁界測定を実行し、このフローチャートのステップＳ１０６で、最大放射周波数の自動特定を実行するために、図１３に示すサブルーチンをコールし、このフローチャートに沿って複数の最大放射周波数を特定することを前提とする。
これを前提として、図１３に示すフローチャートのステップＳ６１で、上記式（１）乃至（３）のいずれかの条件式を適用して抽出された最大放射周波数範囲として、スペクトラムアナライザ３２のスイープ開始周波数StartFreqとスイープ終了周波数StopFreq、または中心周波数CenterFreqと周波数範囲FreqSpanとをスペクトラムアナライザ３２で設定する。これによって、スペクトラムアナライザ３２の観測周波数範囲として最大放射周波数範囲Ｂを設定する。
次に、ステップＳ６２で、スペクトラムアナライザ３２のClear/Write機能を用い、最大放射周波数範囲Ｂにてスイープ毎の指定帯域スペクトラムデータを最大放射周波数解析用スペクトラムデータとして、例えば５秒間以上のように、任意設定可能な指定時間内で取得する。
ここで取得したスイープ毎のスペクトラムデータから、ステップＳ６３で、ＡＶ曲線７３を算出し、ステップＳ６４で、このＡＶ曲線７３でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max1と、低周波数側閾値Ｆav_Low1及び高周波数側閾値Ｆav_High1とを抽出し、ステップＳ６５で、この周波数Ｆav_Max1を最大放射周波数の１つとして特定する。
次のステップＳ６６で、低周波数側閾値Ｆav_Low1及び高周波数側閾値Ｆav_High1を抽出できなかった場合、このスペクトラムには複数の最大放射周波数は含まれていないので、最大放射周波数の特定を終了する。一方、低周波数側閾値Ｆav_Low1及び高周波数側閾値Ｆav_High1を抽出できた場合は、ステップＳ６７に進む。
このステップＳ６７で、最大放射周波数範囲Ｂから低周波数側閾値Ｆav_Low1より高周波数側閾値Ｆav_High1までの周波数範囲におけるスペクトラムデータ７３ａを除去し、ステップＳ６８で、複数の最大放射周波数の特定に有効なスペクトラムデータとして、周波数範囲Ｃ，Ｄを抽出する。そして、ステップＳ６９で、この抽出周波数範囲Ｃ，Ｄにおいて、ＡＶ曲線７３でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Maxと、低周波数側閾値Ｆav_Low及び高周波数側閾値Ｆav_Highとを夫々抽出する。
次のステップＳ７０で、この抽出周波数範囲Ｃ，Ｄ内において、低周波数側閾値Ｆav_Low2及び高周波数側閾値Ｆav_High2を抽出できなかった場合、このスペクトラムには、もう最大放射周波数は含まれていないので、最大放射周波数の特定を終了する。一方、低周波数側閾値Ｆav_Low2及び高周波数側閾値Ｆav_High2を抽出できた場合は、ステップＳ７１に進み、ＡＶ曲線７３でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max2を最大放射周波数として追加し、ステップＳ６７に戻る。そして、ステップＳ６７乃至ステップＳ７１のループを、ステップＳ７０で低周波数側閾値Ｆav_Low及び高周波数側閾値Ｆav_Highを抽出できなくなるまで繰り返して終了する。
この第２の実施形態によれば、デジタルクロック信号等の基本波及び高調波が重畳されて複数の極大値が含まれるスペクトラムであっても、複数の最大放射周波数を漏れなく自動特定することができるから、測定者による最大放射周波数の誤設定とこの誤設定に起因する測定エラーを防止することができる。従って、測定スキルが不十分であっても、複数の基本波及び高調波が重畳された妨害電磁波を正確に測定できるため、電子機器等に係るＥＵＴ２７を高精度にＱＰ評価することができる。
［３］第３の実施形態
この第３の実施形態では、上述した電磁界測定システム１００において、最大放射周波数範囲抽出手段により抽出された最大放射周波数範囲が予め規定された周波数範囲を超えた場合、ＡＶ曲線での最大値に対応する周波数を中心に、この予め規定された周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出する。
これによって、スペクトラムアナライザ３２の周波数分解能が充分に高精度となる周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出することができるようにしたものである。
スペクトラムアナライザ３２では、ディスプレイの横軸が周波数に対応するようにスペクトラムデータが表示されるため、このディスプレイの横軸における１ピクセルあたりの周波数分解能が、ＥＭＩ関連工業規格に規定されたＥＭＩレシーバ４１の周波数分解能に対して充分に高精度でなかった場合、スペクトラムアナライザ３２により取得されたスペクトラムデータに基づく最高放射周波数は、ＥＭＩレシーバ４１に設定する周波数分解能としては、その精度が不十分である。ＥＭＩ関連工業規格の１つであるＣＩＳＰＲ１６−１規格によれば、ＥＭＩレシーバに必要とされる周波数分解能は、１２０ｋＨｚと規定されている。
スペクトルアナライザ３２のディスプレイ横軸（周波数）のピクセル数Ｎと、最大放射周波数範囲を抽出するときの周波数範囲Ｆ［ＭＨｚ］とによって、スペクトラムアナライザ３２の周波数分解能は、Ｆ／Ｎ［ｋＨｚ］と表すことができる。従って、スペクトルアナライザ３２の横軸のピクセル数Ｎが５００pixelであった場合に、スペクトルアナライザ３２に要求する周波数分解能Ｆ／Ｎを１０ｋＨｚとすると、最大放射周波数範囲として抽出するのに適当な周波数範囲Ｆは、下記式（４）のように算出することができる。
周波数範囲Ｆ＝１０ｋＨｚ×５００＝５０００ｋＨｚ＝５ＭＨｚ ・・・（４）
このようにして算出された周波数範囲Ｆを、最大放射周波数を特定可能な最大放射周波数範囲として予め規定し、図１４（ａ）に示すように、最大放射周波数抽出手段４２４により抽出された最大放射周波数範囲Ｅが、この予め規定された周波数範囲Ｆを超えた場合、この最大放射周波数範囲ＥにおけるＡＶ曲線７４のデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max3を中心として、周波数範囲Ｆを最大放射周波数範囲に設定する。
これによって、図１４（ｂ）に示すように、周波数Ｆav_Max3を中心とする最大放射周波数範囲Ｆにおいて、スペクトラムアナライザ３２により最大放射周波数解析用スペクトラムデータを再取得し、この最大放射周波数範囲ＦにおけるＡＶ曲線７５でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max4を、最大放射周波数として再自動特定することができる。
次に、この第３の実施形態に係る電磁界測定方法として、電磁界測定システム１００による最大放射周波数の第３の特定例について説明する。この最大放射周波数の第３の特定例では、第１の実施形態と同様に、図７に示したフローチャートに従ってコンピュータ４２により電磁界測定を実行し、このフローチャートのステップＳ１０６で、最大放射周波数の自動特定を実行するために、図１５に示すサブルーチンをコールし、このフローチャートに沿って最大放射周波数を高精度に再特定することを前提とする。
これを前提として、図１５に示すフローチャートのステップＳ８０で、上記式（１）乃至（３）のいずれかの条件式を適用して抽出された最大放射周波数範囲を参照し、ステップＳ８１で、最大放射周波数範囲Ｅが予め規定された周波数範囲Ｆを超えた場合、ステップＳ８２に進み、この最大放射周波数範囲Ｅにおけるデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max3をスペクトラムアナライザ３２による測定周波数範囲の中心周波数CenterFreqとして設定し、ステップＳ８３で、予め規定された周波数範囲Ｆをスペクトラムアナライザ３２による測定周波数範囲FreqSpanとして設定してステップＳ８４に進む。
一方、ステップＳ８１で、最大放射周波数範囲Ｅが予め規定された周波数範囲Ｆ以下であった場合、この最大放射周波数範囲Ｅをスペクトラムアナライザ３２による測定周波数範囲FreqSpanとして設定し、ステップＳ８２及びステップＳ８３をスキップしてステップＳ８４に進む。
このステップＳ８４で、スペクトラムアナライザ３２に設定された測定周波数範囲FreqSpanで最大放射周波数解析用スペクトラムデータを再取得し、この測定周波数範囲に係る最大放射周波数範囲ＦにおけるＡＶ曲線７５でのデータ最大値に対応する周波数Ｆav_Max4を最大放射周波数に再自動特定して終了する。
このように第３の実施形態によれば、スペクトラムのプロファイル化において、最大放射周波数範囲Ｅが予め規定された周波数範囲Ｆを超えてしまった場合であっても、コンピュータ４２による計算処理によって、周波数分解能を充分に高めて最大放射周波数範囲を再設定し、最大放射周波数を再自動特定することができる。従って、広帯域スペクトラムであるか又は狭帯域スペクトラムであるかを問わずに、最大放射周波数をより高精度に自動特定することが可能となる。
本発明は、電子機器等のＥＭＩ関連工業規格適合試験に適用して極めて好適である。
本発明に係る電磁界測定システムの測定制御系統の構成例を示すブロック図である。 スペクトラムデータの取得例を示す略式概念図である。 受信レベルの最大値曲線の算出例を示す略式概念図である。 スペクトラムデータのプロファイル化の一例を示す図である。 最大放射周波数範囲の第１の抽出例を示す図である。 最大放射周波数範囲の第２の抽出例を示す図である。 電磁界測定例を示すフローチャートである。 最大放射周波数範囲の抽出例を示すフローチャートである。 最大放射周波数範囲の第１の特定例を示すフローチャートである。 広帯域スペクトラムデータの取得例を示す図である。 複数の最大放射周波数の特定例を示す図（その１）である。 複数の最大放射周波数の特定例を示す図（その２）である。 最大放射周波数の第２の特定例を示すフローチャートである。 最大放射周波数の再自動特定例を示す図であって、（ａ）は、暫定最大放射周波数の特定例を示す図であり、（ｂ）は、最大放射周波数の再特定例を示す図である。 最大放射周波数の第３の特定例を示すフローチャートである。 従来の電磁界測定システムの構成例を示す略式概念図である。 従来の電磁界測定方法を示す略式概念図である。 従来の電磁界測定例を示すフローチャートである。 スペクトラムアナライザとＥＭＩレシーバとにおける最大放射周波数の相違例を示す図である。 準尖頭値検波モードでの電界強度測定例を示す図であって、（ａ）は、受信レベルの最大値曲線での最大値に対応する周波数における電界強度の測定例を示す図であり、（ｂ）は、受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数における電界強度の測定例を示す図である。
符号の説明
１００・・・電磁界測定システム、２００・・・従来の電磁界測定システム、２０・・・電波暗室、２１・・・受信アンテナ、２２・・・アンテナマスト、２３・・・アンテナポジショナー、２４・・・リファレンスグランドプレーン、２５・・・電波吸収体、２６・・・ターンテーブル、２７・・・電子機器（ＥＵＴ）、２８・・・周辺機器、３０・・・ピット、３１・・・アンテナポジショナー駆動装置、３２・・・スペクトラムアナライザ、３３・・・ＲＦアンプ、３４・・・同軸リレースイッチマトリクス、３５，４６・・・ＧＰＩＢエクステンダ、４０・・・測定室、４１・・・ＥＭＩレシーバ、４２・・・コンピュータ、４３・・・信号発振器、４４・・・アンテナポジションコントローラ、４５・・・ターンテーブルコントローラ、５１・・・高速伝送系、５２・・・低速伝送系、４２１，４２２・・・ＧＰＩＢボード、４２３・・・データ解析手段、４２４・・・最大放射周波数範囲抽出手段、４２５・・・測定制御手段

Claims (12)

  1. 電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲で当該電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するシステムであって、
    ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲において、前記妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得するデータ取得手段と、
    このデータ取得手段により取得された前記複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出するデータ解析手段と、
    このデータ解析手段により算出された前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出する手段と、
    この最大放射周波数範囲抽出手段により抽出された前記最大放射周波数範囲にて前記データ取得手段により指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、これら複数の指定帯域スペクトラムデータから前記データ解析手段により受信レベルの平均値曲線を算出し、この受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、この最大放射周波数における電磁界を測定するように制御する測定制御手段と
    を備えることを特徴とする電磁界測定システム。
  2. 前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線での最大値より所定レベル減衰した値に対応する高周波数側の周波数を高周波数側閾値とし、低周波数側の周波数を低周波数側閾値としたとき、
    前記最大放射周波数範囲抽出手段は、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値以上であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値以下である場合、当該受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値未満であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値より高い場合、当該受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    いずれの条件も満たさない場合、前記受信レベルの最大値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数範囲の中心周波数に設定すると共に、当該受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値から低周波数側閾値を減算し、この減算値に所定係数を乗算して得られる周波数範囲を前記最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界測定システム。
  3. 前記最大放射周波数範囲抽出手段は、
    前記最大放射周波数範囲が予め規定された周波数範囲を超えた場合、前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を中心に当該予め規定された周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項２に記載の電磁界測定システム。
  4. 前記測定制御手段は、
    前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定した後、
    前記受信レベルの平均値曲線において低周波数側閾値から高周波数側閾値までの周波数範囲を除去し、
    前記周波数範囲が除去された前記受信レベルの平均値曲線より低周波数側閾値及び高周波数側閾値を再抽出し、
    再抽出された前記低周波数側閾値から前記高周波数側閾値までの周波数範囲において前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として追加特定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電磁界測定システム。
  5. 電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲で当該電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定する方法であって、
    ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲において、前記妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得し、
    取得された前記複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出し、
    算出された前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、
    抽出された前記最大放射周波数範囲にて指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、
    取得された複数の前記指定帯域スペクトラムデータから受信レベルの平均値曲線を算出し、
    算出された前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、
    特定された前記最大放射周波数における電磁界を測定する
    ことを特徴とする電磁界測定方法。
  6. 前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて前記最大放射周波数範囲を抽出する際に、
    前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線における最大値より所定レベル減衰した値に対応する高周波数側の周波数を高周波数側閾値とし、低周波数側の周波数を低周波数側閾値としたとき、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値以上であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値以下である場合、当該受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値未満であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値より高い場合、当該受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    いずれの条件も満たさない場合、前記受信レベルの最大値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数範囲の中心周波数に設定すると共に、当該受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値から低周波数側閾値を減算し、この減算値に所定係数を乗算して得られる周波数範囲を前記最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項５に記載の電磁界測定方法。
  7. 前記最大放射周波数範囲が予め規定された周波数範囲を超えた場合、
    前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を中心に当該予め規定された周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項６に記載の電磁界測定方法。
  8. 前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定した後、
    前記受信レベルの平均値曲線において低周波数側閾値から高周波数側閾値までの周波数範囲を除去し、
    前記周波数範囲が除去された前記受信レベルの平均値曲線より低周波数側閾値及び高周波数側閾値を再抽出し、
    再抽出された前記低周波数側閾値から前記高周波数側閾値までの周波数範囲において前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として追加特定する
    ことを特徴とする請求項５に記載の電磁界測定方法。
  9. 電子機器を回転させると共に、その回転軸方向に予め規定された範囲で当該電子機器からの妨害電磁波を連続的に受信して電磁界を測定するために、
    ＥＭＩ関連工業規格に規定されている周波数範囲において、前記妨害電磁波を受信したレベルを周波数別に記録して複数のスペクトラムデータを取得し、
    取得された前記複数のスペクトラムデータから受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線を算出し、
    算出された前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて最大放射周波数範囲を抽出し、
    抽出された前記最大放射周波数範囲にて指定帯域スペクトラムデータを複数取得し、
    取得された複数の前記指定帯域スペクトラムデータから受信レベルの平均値曲線を算出し、
    算出された前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定し、
    特定された前記最大放射周波数における電磁界を測定する
    ことを特徴とする電磁界測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  10. 前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線に基づいて前記最大放射周波数範囲を抽出する際に、
    前記受信レベルの最大値曲線及び平均値曲線における最大値より所定レベル減衰した値に対応する高周波数側の周波数を高周波数側閾値とし、低周波数側の周波数を低周波数側閾値としたとき、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値以上であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値以下である場合、当該受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    前記受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における高周波数側閾値未満であり且つ前記受信レベルの最大値曲線における低周波数側閾値が前記受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値より高い場合、当該受信レベルの平均値曲線における低周波数側閾値から高周波数側閾値までを前記最大放射周波数範囲として抽出し、
    いずれの条件も満たさない場合、前記受信レベルの最大値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数範囲の中心周波数に設定すると共に、当該受信レベルの最大値曲線における高周波数側閾値から低周波数側閾値を減算し、この減算値に所定係数を乗算して得られる周波数範囲を前記最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
  11. 前記最大放射周波数範囲が予め規定された周波数範囲を超えた場合、
    前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を中心に当該予め規定された周波数範囲を最大放射周波数範囲として抽出する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
  12. 前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として特定した後、
    前記受信レベルの平均値曲線において低周波数側閾値から高周波数側閾値までの周波数範囲を除去し、
    前記周波数範囲が除去された前記受信レベルの平均値曲線より低周波数側閾値及び高周波数側閾値を再抽出し、
    再抽出された前記低周波数側閾値から前記高周波数側閾値までの周波数範囲において前記受信レベルの平均値曲線での最大値に対応する周波数を最大放射周波数として追加特定する
    ことを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
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