JP2006098191A - 電磁波源探査方法及び探査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品形態におけるどの場所からノイズが放射しているのかを把握できる測定装置を提供する。
【解決手段】電磁波放射量を変化させる部材と、電磁波放射量を変化させる部材を支持する支持手段と、支持手段を測定対象近傍で走査する走査手段と、電磁波放射量を測定する測定手段と、走査手段及び測定手段を制御する制御手段からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁波の発生する放射源を探査する方法及び電磁波放射源を特定する探査装置に係る電磁波源探査方法及び探査装置に関するものである。

近年、電子機器の高速化、高性能化などにより、電子機器からの不要電磁波放射による他の電子機器への影響が問題になっている。この不要電磁波放射による他の電子機器への影響はＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と呼ばれ、主に無線機器、通信機器の受信障害や電子機器の誤動作を引き起こす。その為、各国では３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚあるいは３０ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域において、電子機器からの不要電磁波放射の規制を行っており、電子機器メーカはこの規制に適合するように製品を設計製造する必要がある。

一般に不要電磁波を測定する方法として遠方界測定を行っているが、遠方界測定では不要な電磁波が電子機器内のどの部位から発生しているのか特定することができない。そのため、電子機器からの電磁波放射源を探査する方法として、例えば特許文献１などで提示されている、近傍界強度分布を測定する方法が使用されている。
特開２０００−１９２０４号公報

しかしながら、従来の近傍界強度分布を測定する方法は、測定して得られた強度分布結果だけで必ずしも電磁波発生源を特定できるとは限らない。測定事例として、図２に電子機器の構造を単純モデル化した測定対象を示す。

図２において、金属板２０１上に信号を伝送するプリント配線板２０２，信号を受信するプリント配線板２０３を金属固定部材と接続用ネジ２０４を用いて固定し、それぞれのプリント配線板に搭載されたＩＣ２０５の信号をケーブル２０６で信号伝送している。この測定対象に対して遠方界測定を行い、電磁波放射量の高い周波数に対して近傍磁界測定を行った場合の測定結果を図８に示す。ここでは、近傍界センサとして磁界検出プローブを用いており、図９に示すように磁界検出プローブをプリント配線板・ケーブル・金属板上で走査し、磁界検出プローブによって検出した磁界強度をスペクトラムアナライザで測定している。図８の測定結果をみると、強度の強い個所はケーブル付近及びプリント配線板のＩＣ付近となっている。電磁界理論を適用すると、この電磁波放射現象において支配的な発生個所は定在波の発生しているケーブル部であるにもかかわらず、ＩＣ付近の近傍界強度が強くなる結果が得られている。これは、磁界プローブの検出強度が測定対象に流れる電流量によって決まるためである。

このように、従来の近傍界強度分布を測定する方法は、電流量によって決まる磁界から電磁波放射源を特定する必要があるため、電磁界理論の知見をもとに電流経路や電磁波放射源となっているアンテナを推測しなければならず、近傍界強度分布の測定結果だけから直接電磁波放射源を特定できないという問題点を有していた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、電磁波放射源の特定を可能にする探査方法及び電磁波放射源を特定する探査装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明では従来の遠方界を計測する電波暗室内において、ＥＭＩ規格に定められた遠方界計測用アンテナを測定センサとし、電磁波量を変化させる部材を、例えば電子機器のような測定対象の近傍で走査し、各測定点に対して遠方界計測用アンテナで測定した電磁波の変化量を測定することで達成される。

なお、さらに説明すれば、本発明は下記（１）の構成によって前記課題を解決できた。

（１）電磁波放射源近傍において電磁波発生量を変化させる部材を走査し、電磁波放射量の変化量を電磁波放射量検出手段によって測定することで電磁波放射源個所を特定することを特徴とする電磁波源探査方法。

本発明によれば、電波暗室内において電磁波放射量を変化させる部材を電子機器の近傍で走査し、遠方界測定用の電磁波放射量測定センサで電磁波放射の変化量を測定することで電磁波放射源を特定することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

本発明における測定方法及び作用に関して図１を用いて説明する。図１は金属筐体１０１に固定されたプリント配線板１０２がケーブル１０３によって接続された電子機器１０６のイメージ図を示している。このような電子機器から発生する電磁波はプリント配線板だけでなく、ケーブルや金属筐体等複数の個所から放射されうる。そこで、図中に示す電磁波放射量の測定に影響を及ぼさない支持具１０４によって、電磁波放射量を変化させる部材すなわち、電磁波の放射を抑制する材料もしくは電磁波の発生を促す材料１０５を固定し、電子機器上部で走査する。電磁波を発生していない個所に電磁波を吸収もしくは発生を促す材料が設置した場合、電磁波放射量には変化が起こらない。しかし、電磁波を発生している個所に上記材料が設置した場合、電磁波放射量は変化する。この変化は固定した上記材料によって決まり、電磁波を吸収する材料であれば電磁波放射量は減少し、電磁波の発生を促す材料であれば電磁波放射量は増加する。この変化量を従来の遠方界測定用のアンテナを用いて測定し、走査領域における各測定点の変化量をマッピングすることで、電子機器のどの個所から電磁波が発生しているのか特定することができる。

電磁波放射を抑制する材料については、既に電波吸収体として多くの種類・形状が市販されている。ただ、これら材料は周波数特性を持っているため、測定材料として採用する際は、測定周波数において充分電波吸収効果のある材料を選定する必要がある。

電磁波放射を促進する材料については、導電材料が挙げられるが、ここで電磁波放射を促進するとは、電磁波が放射している個所において上記材料を接近させることによって電気的結合が起こり、この結合によって電磁波放射量が増加する現象のことである。換言すれば、電磁波を促進する材料は電気的結合によって二次放射を生じさせる材料である。そのため、測定材料として採用する際は、充分二次放射する材料を選定する必要がある。

図２に示した電子機器を単純モデル化したものを測定対象として、図１に示した電磁波放射源探査方法による測定結果を図３，４に示す。図３は図２に示した測定対象において、主に信号を送信するプリント配線板付近を測定したものであり、図４は図２に示した測定対象において、主にケーブル付近を測定したものである。尚、ここでは電磁波放射量を促進する材料として導電材料を用いている。両結果から、プリント配線板２０２のＩＣ付近では電磁波放射量に変化はない。一方、ケーブル２０６上では電磁波放射量が変化している。この結果より、本発明による電磁波放射源探査方法を適用することによって電磁波放射源を特定できることがわかる。

図５は本発明による電磁波放射源を探査する測定装置における実施の形態を表す斜視図である。また、図６は本発明による測定装置の構成図を示している。図５において外来電磁波ノイズを抑制するシールドルーム５０１内に遠方界測定で用いられる電磁波放射量測定センサ５０２が設置されている。測定対象となる電子機器１０６に対して、電磁波放射量に影響を及ぼさないように電波吸収部材が施された走査手段５０３によって、支持部１０５に固定された電磁波放射量を変化させる部材１０４を、任意に設定した測定領域において走査する。電磁波放射量測定センサ５０２は、電磁波放射量を測定するスペクトラムアナライザ５０４に接続されており、各測定点における電磁波放射量をコンピュータ５０５に内蔵された記憶装置に記憶する。すべての測定点に対して電磁波放射量を測定したデータをマッピングし測定結果として出力する。この一連の動作フローはコンピュータ内の制御部において、例えば図７に示すようなアルゴリズムで制御される。

本発明による電磁波放射源探査方法の概観図 本発明による測定事例に用いた電子機器モデル概略図 電子機器モデルのプリント配線板上において本発明によって測定した結果図 電子機器モデルのケーブル上において本発明によって測定した結果図 本発明による電磁波放射源探査装置の斜視図 本発明による電磁波放射源探査装置の構成図 本発明による電磁波放射源探査装置の測定フロー図 従来の近傍界測定方法による結果例を示す図 従来の近傍界測定概観図

符号の説明

１０１ 電子機器における金属筐体部
１０２ 電子機器に搭載されたプリント配線板
１０３ 電子機器に搭載されたプリント配線板間ケーブル
１０４ 電磁波の放射に影響を及ぼさない支持具
１０５ 電磁波の放射を抑制する材料もしくは電磁波の発生を促す材料
１０６ 電子機器
２０１ 金属板
２０２ 信号送信用プリント配線板
２０３ 信号受信用プリント配線板
２０４ プリント配線板固定冶具
２０５ ＩＣ
２０６ ケーブル
５０１ 外来電磁波ノイズを抑制するシールドルーム
５０２ 電磁波放射量測定センサ
５０３ 電波吸収部材が施された走査手段
５０４ 電磁波放射量を測定するスペクトラムアナライザ
５０５ コンピュータ
９０１ 近傍磁界検出プローブ

Claims (13)

1. 電磁波放射源近傍において電磁波発生量を変化させる部材を走査し、電磁波放射量の変化量を電磁波放射量検出手段によって測定することで電磁波放射源個所を特定することを特徴とする電磁波源探査方法。
2. 請求項１記載の検出手段は、任意の周波数帯域の電磁波放射量が測定可能なセンサであることを特徴とする電磁波源探査方法。
3. 請求項１記載の電磁波発生量を変化させる部材のうちひとつは、磁性材料であることを特徴とする電磁波源探査方法。
4. 請求項１記載の電磁波発生を変化させる部材のうちひとつは、導電材料であることを特徴とする電磁波源探査方法。
5. 電磁波を放射する被測定物に対して、電磁波放射量を変化させる部材と、前記電磁波放射量を変化させる部材を支持する支持手段と、前記支持手段を被測定物近傍で走査する走査手段と、電磁波放射量を検出する検出手段と、電磁波放射量を測定する測定手段と、前記走査手段と測定手段を制御し且つ電磁波変化量の分布図を表示するための演算処理装置・記憶装置・表示装置を有する制御手段を有することを特徴とする電磁波源探査装置。
6. 請求項５記載の支持手段は、電磁波放射量の測定に影響を及ぼさない材料を用いた支持手段であることを特徴とする電磁波源探査装置。
7. 請求項５記載の支持手段は、電磁波放射量の測定に影響を及ぼさないよう施された支持手段であることを特徴とする電磁波源探査装置。
8. 請求項５記載の走査手段は、電磁波放射量の測定に影響を及ぼさない材料を用いた走査手段であることを特徴とする電磁波源探査装置。
9. 請求項５記載の走査手段は、電磁波放射量の測定に影響を及ぼさないよう施された走査手段であることを特徴とする電磁波源探査装置。
10. 請求項５記載の検出手段は、任意の周波数帯域の電磁波放射量が測定可能なセンサであることを特徴とする電磁波源探査装置。
11. 請求項５記載の測定手段は、検出する周波数帯域の電磁波放射量が測定可能なスペクトラムアナライザであることを特徴とする電磁波源探査装置。
12. 請求項５記載の電磁波源探査装置において、前記電磁波を放射する被測定物、前記電磁波放射量を変化させる部材、前記支持手段、前記走査手段、前記検出手段を、外来電磁波の影響を防ぐシールドルーム内に設置することを特徴とする電磁波源探査装置。
13. 請求項５記載の電磁波源探査装置において、前記測定手段と前記制御手段を、シールドルーム内に設置することを特徴とする電磁波源探査装置。