JP2006234602A - Device for measuring electromagnetic field - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定物から放射される電磁波の電磁界強度を測定する電磁界測定装置に関し、詳しくは、複数の受信アンテナの受信信号にローカル信号を付加して出力される信号を有線で受けて、被測定物から放射される電磁波の伝播ロスを低減して電磁界強度の測定を可能にする電磁界測定装置に係るものである。 The present invention relates to an electromagnetic field measurement apparatus for measuring the electromagnetic field intensity of an electromagnetic wave radiated from an object to be measured, and more specifically, receives a signal output by adding a local signal to reception signals of a plurality of reception antennas by wire. Thus, the present invention relates to an electromagnetic field measurement apparatus that enables measurement of electromagnetic field intensity by reducing the propagation loss of electromagnetic waves radiated from the object to be measured.
従来の電磁界測定装置は、それぞれ異なる周波数のローカル信号が印加され、所定の半径の円周上に配設された複数の変調散乱素子と、各変調散乱素子から等距離の位置に配設され、被測定物から放射される電磁波の放射信号が変調散乱素子で変調された変調散乱信号を受信する受信アンテナとを備えて、被測定物から放射される電磁波の電磁界特性を複雑な解析を必要とせず、瞬時に探知できるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このような従来の電磁界測定装置においては、被測定物から放射される電磁波の放射信号を変調散乱素子で受け、これを変調した放射信号(変調散乱波)を変調散乱素子から放射し、この放射信号(変調散乱波)を受信アンテナで受信して測定するようになっているので、電磁波の伝播ロスが大きくて受信アンテナで受信される受信信号の強度が低下する。そのため、被測定物から放射される電磁界強度が弱い場合にはS/Nが悪くて精度よく測定することが困難である。さらに、受信信号の強度が低いことから、外部から入射する不要な電磁波の影響も受けやすくなり、電磁界強度の測定精度がより悪くなる虞がある。 However, in such a conventional electromagnetic field measuring apparatus, a radiation signal of an electromagnetic wave radiated from an object to be measured is received by a modulated scattering element, and a modulated radiation signal (modulated scattered wave) is emitted from the modulated scattering element. Since this radiation signal (modulated scattered wave) is received and measured by the receiving antenna, the propagation loss of the electromagnetic wave is large and the intensity of the received signal received by the receiving antenna is reduced. Therefore, when the electromagnetic field intensity radiated from the object to be measured is weak, the S / N is bad and it is difficult to measure accurately. Furthermore, since the intensity of the received signal is low, it is easily affected by unnecessary electromagnetic waves incident from the outside, and there is a risk that the measurement accuracy of the electromagnetic field intensity will be worse.
また、円周上に配置された複数の変調散乱素子からの変調散乱波を受信アンテナで受信するようにしているので、受信アンテナの設置位置は各変調散乱素子から等距離の上記円を底面とする円錐の頂点位置に限定される。したがって、変調散乱波の受信アンテナによる電磁界の測定可能な範囲は上記円内に限られ、三次元の電磁界強度を測定することが困難である。 Further, since the modulated scattered wave from the plurality of modulated scattering elements arranged on the circumference is received by the receiving antenna, the installation position of the receiving antenna is the same distance from each modulated scattering element as the bottom surface. It is limited to the apex position of the cone. Therefore, the range in which the electromagnetic field can be measured by the reception antenna of the modulated scattered wave is limited to the above circle, and it is difficult to measure the three-dimensional electromagnetic field intensity.
さらに、変調散乱波受信アンテナを各変調散乱素子から等距離の位置に配設して各変調散乱素子からの変調散乱波を受信するようになっているので、変調散乱波受信アンテナに水平偏波と垂直偏波の無視指向性特性が要求されるが、このようなアンテナは存在しない。したがって、垂直偏波受信用アンテナと水平偏波受信用アンテナとを一体的に形成して両者を切り替えて測定することが困難である。 Furthermore, the modulated scattered wave receiving antenna is arranged at an equidistant position from each modulated scattering element so as to receive the modulated scattered wave from each modulated scattering element. However, there is no such antenna. Therefore, it is difficult to perform measurement by switching between the vertically polarized wave receiving antenna and the horizontally polarized wave receiving antenna which are integrally formed.
そして、上記電磁界測定装置においては、変調散乱素子がダイポールアンテナと該ダイポールアンテナの給電端に並列に挿入されたダイオードとで構成されているので、ダイオードにローカル信号を給電する同軸ケーブルとダイポールアンテナとの間のインピーダンス整合を取るのが困難である。したがって、被測定物から放射される放射信号をローカル信号で周波数変換して変調散乱波として放射する際に変換ロスが大きくなる虞がある。 In the electromagnetic field measuring apparatus, since the modulation and scattering element is composed of a dipole antenna and a diode inserted in parallel to the feeding end of the dipole antenna, a coaxial cable and a dipole antenna for feeding a local signal to the diode It is difficult to achieve impedance matching between Therefore, when a radiation signal radiated from the object to be measured is frequency-converted with a local signal and radiated as a modulated scattered wave, conversion loss may increase.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被測定物から放射される電磁波の伝播ロスを低減して電磁界強度の測定を可能にする電磁界測定装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention aims to provide an electromagnetic field measurement device that addresses such problems and that enables measurement of electromagnetic field intensity by reducing the propagation loss of electromagnetic waves radiated from the object to be measured. To do.
上記目的を達成するために、本発明による電磁界測定装置は、電磁波を放射する被測定物から離れた位置に配設され、被測定物から放射される電磁波を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナにそれぞれ接続され、該受信アンテナで受信される受信信号にそれぞれ異なる周波数のローカル信号を付加して出力する複数の周波数変換回路と、該複数の周波数変換回路に有線で接続され、各周波数変換回路の出力信号を合成して、前記被測定物から放射される電磁波の電磁界強度を測定する測定器に出力する合成器と、を備えたものである。 In order to achieve the above object, an electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention is disposed at a position away from a measurement object that radiates electromagnetic waves, and a plurality of receiving antennas that receive the electromagnetic waves radiated from the measurement object; A plurality of frequency conversion circuits that are connected to the respective reception antennas, output local signals having different frequencies to reception signals received by the reception antennas, and are connected to the plurality of frequency conversion circuits by wires. And a synthesizer that synthesizes the output signal of the frequency conversion circuit and outputs the synthesized signal to a measuring instrument that measures the electromagnetic field intensity of the electromagnetic wave radiated from the object to be measured.
このような構成により、電磁波を放射する被測定物から離れた位置に配設された複数の受信アンテナで被測定物から放射される電磁波を受信し、各受信アンテナにそれぞれ接続された周波数変換回路で各受信アンテナにより受信される受信信号にそれぞれ異なる周波数のローカル信号を付加して出力し、この複数の周波数変換回路に有線で接続された合成器で各周波数変換回路の出力信号を合成して、被測定物から放射される電磁波の電磁界強度を測定する測定器に出力する。 With such a configuration, the frequency conversion circuit that receives the electromagnetic waves radiated from the measured object by the plurality of receiving antennas arranged at positions away from the measured object that radiates the electromagnetic waves, and is connected to each receiving antenna. The local signals of different frequencies are added to the received signals received by the respective receiving antennas and output, and the output signals of the respective frequency converting circuits are synthesized by a synthesizer connected by wire to the plurality of frequency converting circuits. And output to a measuring device for measuring the electromagnetic field intensity of the electromagnetic wave radiated from the object to be measured.
また、前記周波数変換回路は、前記ローカル信号を生成する発振器と、該発振器で生成されたローカル信号に含まれる高調波成分を除去するローパスフィルタと、前記受信アンテナから入力する受信信号と前記ローパスフィルタを通過したローカル信号とを混合するミキサーとを備えたものである。これにより、発振器でローカル信号を生成し、ローパスフィルタでローカル信号に含まれる高調波成分を除去し、ミキサーで受信アンテナから入力する受信信号とローパスフィルタを通過したローカル信号とを混合する。 The frequency conversion circuit includes an oscillator that generates the local signal, a low-pass filter that removes harmonic components included in the local signal generated by the oscillator, a reception signal that is input from the reception antenna, and the low-pass filter. And a mixer that mixes the local signal that has passed through. Accordingly, a local signal is generated by the oscillator, a harmonic component included in the local signal is removed by the low-pass filter, and the reception signal input from the reception antenna and the local signal that has passed through the low-pass filter are mixed by the mixer.
さらに、前記受信アンテナは、電磁波の水平偏波を受信する水平偏波受信用アンテナと、垂直偏波を受信する垂直偏波受信用アンテナとからなるものである。これにより、水平偏波受信用アンテナで電磁波の水平偏波を受信し、垂直偏波受信用アンテナで垂直偏波を受信する。 Further, the receiving antenna includes a horizontally polarized wave receiving antenna that receives horizontally polarized waves of electromagnetic waves and a vertically polarized wave receiving antenna that receives vertically polarized waves. As a result, the horizontally polarized wave receiving antenna receives the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave receiving antenna receives the vertically polarized wave.
さらにまた、前記受信アンテナは、前記水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとを直交させて一体的に形成したものである。これにより、水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとを直交させて一体的に形成した受信アンテナで被測定物から放射される電磁波を受信する。 Furthermore, the receiving antenna is integrally formed by orthogonally crossing the pole of the horizontally polarized wave receiving antenna and the pole of the vertically polarized wave receiving antenna. Thus, the electromagnetic wave radiated from the object to be measured is received by the receiving antenna formed integrally by orthogonalizing the pole of the horizontally polarized wave receiving antenna and the pole of the vertically polarized wave receiving antenna.
そして、前記水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとは、プリント基板上に導体膜を形成したものである。これにより、導体膜をプリント基板上に形成した水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとで被測定物から放射される電磁波を受信する。 The horizontally polarized wave receiving antenna pole and the vertically polarized wave receiving antenna pole are obtained by forming a conductor film on a printed circuit board. Thus, the electromagnetic wave radiated from the object to be measured is received by the pole of the horizontally polarized wave receiving antenna and the pole of the vertically polarized wave receiving antenna in which the conductor film is formed on the printed board.
また、前記受信アンテナの後段には、前記水平偏波受信用アンテナ及び垂直偏波受信用アンテナの受信信号を切り換えて前記周波数変換回路に供給する偏波切替スイッチを備えたものである。これにより、受信アンテナの後段に備えた偏波切換スイッチで水平偏波受信用アンテナ及び垂直偏波受信用アンテナの受信信号を切り換えて周波数変換回路に供給する。 A succeeding stage of the receiving antenna is provided with a polarization changeover switch for switching the received signals of the horizontally polarized wave receiving antenna and the vertically polarized wave receiving antenna to be supplied to the frequency conversion circuit. As a result, the received signals of the horizontally polarized wave receiving antenna and the vertically polarized wave receiving antenna are switched by the polarization switching switch provided at the subsequent stage of the receiving antenna and supplied to the frequency conversion circuit.
さらに、前記複数の受信アンテナは、縦に延びるフレームの電磁波到来側の面に縦横方向にマトリクス状に、又は縦に一列に並べて配設されたものである。これにより、縦に延びるフレームの電磁波到来側の面に縦横方向にマトリクス状に、又は縦に一列に並べて配設された複数の受信アンテナで被測定物から放射される電磁波を受信する。 Further, the plurality of receiving antennas are arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions or in a vertical row on the surface of the vertically extending frame on the electromagnetic wave arrival side. Thus, the electromagnetic waves radiated from the object to be measured are received by a plurality of receiving antennas arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions on the surface on the electromagnetic wave arrival side of the vertically extending frame or in a line in the vertical direction.
さらにまた、前記複数の受信アンテナは、電磁波の到来方向と直交する方向に移動可能とされたものである。これにより、電磁波の到来方向と直交する方向に複数の受信アンテナを移動する。 Furthermore, the plurality of receiving antennas are movable in a direction orthogonal to the direction of arrival of electromagnetic waves. Accordingly, the plurality of receiving antennas are moved in a direction orthogonal to the arrival direction of the electromagnetic wave.
そして、 前記複数の受信アンテナは、円弧状のフレームの電磁波到来側の面に一列に並べて配設され、前記円弧状のフレームの中心に回転可能に設置された被測定物からの電磁波を受信するものである。これにより、円弧状のフレームの電磁波到来側の面に一列に並べて配設された複数の受信アンテナで円弧状のフレームの中心に回転可能に設置された被測定物からの電磁波を受信する。 The plurality of receiving antennas are arranged in a line on the surface of the arc-shaped frame on the electromagnetic wave arrival side, and receive the electromagnetic waves from the object to be measured rotatably installed at the center of the arc-shaped frame. Is. Thus, the electromagnetic waves from the object to be measured that are rotatably installed at the center of the arc-shaped frame are received by a plurality of receiving antennas arranged in a line on the electromagnetic wave arrival side surface of the arc-shaped frame.
また、前記複数の受信アンテナは、電磁波の到来方向と同方向に移動可能とされたものである。これにより、電磁波の到来方向と同方向に複数の受信アンテナを移動する。 The plurality of receiving antennas are movable in the same direction as the arrival direction of electromagnetic waves. Accordingly, the plurality of receiving antennas are moved in the same direction as the arrival direction of the electromagnetic wave.
さらに、前記複数の受信アンテナが配設された前記フレームの電磁波到来側の面には、該フレームの電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減する電波吸収体を設けたものである。これにより、複数の受信アンテナが配設されたフレームの電磁波到来側の面に設けた電波吸収体でフレームの電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減する。 Furthermore, a radio wave absorber that reduces electromagnetic waves reflected on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame is provided on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame on which the plurality of receiving antennas are arranged. Accordingly, the electromagnetic wave reflected on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame is reduced by the radio wave absorber provided on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame in which the plurality of receiving antennas are arranged.
さらにまた、前記複数の受信アンテナは、立方体の部屋の内側の六面に内方を向いて配設されたものである。これにより、立方体の部屋の内側の六面に内方を向いて配設された複数のアンテナで部屋内の電磁界強度分布を測定する。 Further, the plurality of receiving antennas are arranged inwardly on six inner surfaces of a cubic room. Thus, the electromagnetic field intensity distribution in the room is measured with a plurality of antennas arranged inward on the six inner surfaces of the cubic room.
そして、前記複数の受信アンテナは、電磁界強度を測定するための球形の電波暗室の内面に内方を向いて配設されたものである。これにより、球形の電波暗室の内面に内方を向いて配設された複数の受信アンテナで電磁界強度を測定する。 The plurality of receiving antennas are arranged inwardly on the inner surface of a spherical anechoic chamber for measuring electromagnetic field strength. As a result, the electromagnetic field strength is measured by a plurality of receiving antennas arranged inwardly on the inner surface of the spherical anechoic chamber.
請求項1に係る発明によれば、被測定物から離れた位置に配設された複数の受信アンテナで被測定物からの電磁波を受信し、各受信アンテナで受信された信号にそれぞれ異なる周波数のローカル信号を付加し、これらを合成して出力して電磁界強度の測定を可能としたことにより、電磁波の伝播路は被測定物と各受信アンテナとの間だけとなり、被測定物から放射される電磁波の伝播ロスが低減されて受信S/Nが向上する。したがって、被測定物から放射される電磁界が弱い場合にも電磁界強度の測定を精度よく行うことができる。また、電磁波の伝播ロスが低減されるため、被測定物からの電磁波を高レベルで受信することができ、外部から入射する不要な電磁波の影響を受け難くなり、これによっても電磁界強度の測定精度を向上することができる。さらに、各受信アンテナで受信される受信信号にそれぞれ異なる周波数のローカル信号を付加するようにしたことにより、該ローカル信号によって各受信アンテナの位置情報を得ることができ、被測定物から放射される電磁波を各受信アンテナで同時に受信して処理することができる。したがって、電磁界強度の測定を高速で行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, electromagnetic waves from the object to be measured are received by the plurality of receiving antennas arranged at positions away from the object to be measured, and the signals received by the respective receiving antennas have different frequencies. By adding local signals and combining and outputting them, the electromagnetic field strength can be measured, so that the propagation path of electromagnetic waves is only between the device under test and each receiving antenna, and is radiated from the device under test. The electromagnetic wave propagation loss is reduced and the reception S / N is improved. Therefore, even when the electromagnetic field radiated from the object to be measured is weak, it is possible to accurately measure the electromagnetic field intensity. In addition, since the propagation loss of electromagnetic waves is reduced, electromagnetic waves from the object to be measured can be received at a high level, making it difficult to be affected by unnecessary electromagnetic waves incident from the outside. Accuracy can be improved. Furthermore, by adding a local signal of a different frequency to the received signal received by each receiving antenna, the position information of each receiving antenna can be obtained by the local signal and radiated from the device under test. Electromagnetic waves can be simultaneously received and processed by each receiving antenna. Therefore, the electromagnetic field strength can be measured at high speed.
また、請求項2に係る発明によれば、発振器で生成されたローカル信号に含まれる高調波成分をローパスフィルタで除去して受信アンテナから入力する受信信号と混合するものとしたことにより、ローカル信号の高調波成分を受信信号が周波数変換されたものと誤って検知するのを防止することができる。したがって、電磁界強度の測定精度をより向上することができる。 According to the second aspect of the present invention, the harmonic component contained in the local signal generated by the oscillator is removed by the low pass filter and mixed with the received signal input from the receiving antenna. Can be prevented from erroneously detecting that the received signal is frequency-converted. Therefore, the measurement accuracy of the electromagnetic field strength can be further improved.
さらに、請求項3に係る発明によれば、受信アンテナを電磁波の水平偏波を受信する水平偏波受信用アンテナと垂直偏波を受信する垂直偏波受信用アンテナとからなるものとしたことにより、被測定物から放射される電磁波の水平偏波及び垂直偏波のいずれも受信することができる。 Further, according to the invention of claim 3, the receiving antenna is composed of a horizontally polarized wave receiving antenna that receives horizontal polarized waves of electromagnetic waves and a vertically polarized wave receiving antenna that receives vertically polarized waves. Both horizontal polarization and vertical polarization of electromagnetic waves radiated from the object to be measured can be received.
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとを直交させて一体的に形成したことにより、一つの受信アンテナで水平偏波及び垂直偏波の両方を受信することができる。 Furthermore, according to the invention of claim 4, the horizontal polarization receiving antenna pole and the vertical polarization receiving antenna pole are integrally formed to be orthogonal to each other. Both waves and vertically polarized waves can be received.
そして、請求項5に係る発明によれば、水平偏波受信用アンテナのポールと垂直偏波受信用アンテナのポールとをプリント基板上に導体膜を形成したものとしたことにより、受信アンテナをフォトリソグラフィー技術を使用して容易に製造することができ、製造コストを低減することができる。また、プリント基板の誘電体による実行波長の短縮効果によりアンテナの小型化ができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a conductor film is formed on the printed circuit board for the pole of the horizontally polarized wave receiving antenna and the pole of the vertically polarized wave receiving antenna. It can be easily manufactured using a lithography technique, and the manufacturing cost can be reduced. Further, the antenna can be downsized due to the effect of shortening the effective wavelength by the dielectric of the printed circuit board.
また、請求項6に係る発明によれば、受信アンテナの後段に、水平偏波受信用アンテナ及び垂直偏波受信用アンテナの受信信号を切り換えて周波数変換回路に供給する偏波切替スイッチを備えたことにより、周波数変換回路の数を減らすことができる。したがって、装置のコストを安くすることができる。 According to the invention of claim 6, the polarization changeover switch for switching the received signal of the horizontally polarized wave receiving antenna and the vertically polarized wave receiving antenna to the frequency conversion circuit after the receiving antenna is provided. As a result, the number of frequency conversion circuits can be reduced. Therefore, the cost of the apparatus can be reduced.
さらに、請求項7に係る発明によれば、複数の受信アンテナを、縦に延びるフレームの電磁波到来側の面に縦横方向にマトリクス状に、又は縦に一列に並べて配設したことにより、電磁界強度の二次元又は一次元測定を瞬時に行うことができる。 Further, according to the invention of claim 7, the plurality of receiving antennas are arranged in a matrix form in the vertical and horizontal directions on the surface on the electromagnetic wave arrival side of the vertically extending frame, or arranged in a line in the vertical direction. Two-dimensional or one-dimensional measurement of intensity can be performed instantaneously.
そして、請求項8に係る発明によれば、複数の受信アンテナを電磁波の到来方向と直交する方向に移動可能としたことにより、移動する被測定物に受信アンテナを追従させて移動し、被測定物から放射される電磁波の電磁界強度の時間変化をリアルタイムで測定することができる。 According to the invention of claim 8, the plurality of receiving antennas can be moved in a direction orthogonal to the arrival direction of the electromagnetic wave, so that the receiving antenna moves following the moving object to be measured, and the object to be measured The time change of the electromagnetic field intensity of the electromagnetic wave radiated from the object can be measured in real time.
また、請求項9に係る発明によれば、複数の受信アンテナが円弧状のフレームの電磁波到来側の面に一列に並べて配設され、上記円弧状のフレームの中心に回転可能に設置された被測定物からの電磁波を受信するものとしたことにより、少ない受信アンテナで被測定物から放射される電磁波の三次元の電磁界強度を高速で測定することができる。したがって、装置のコストを安くすることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the plurality of receiving antennas are arranged in a line on the electromagnetic wave arrival side surface of the arc-shaped frame, and are rotatably installed at the center of the arc-shaped frame. Since the electromagnetic wave from the measurement object is received, the three-dimensional electromagnetic field intensity of the electromagnetic wave radiated from the measurement object can be measured at a high speed with a small number of receiving antennas. Therefore, the cost of the apparatus can be reduced.
さらに、請求項10に係る発明によれば、複数の受信アンテナを電磁波の到来方向と同方向に移動可能としたことにより、被測定物を設置する際に受信アンテナを後方にずらして行うことができ、作業が容易になる。
Further, according to the invention of
そして、請求項11に係る発明によれば、複数の受信アンテナが配設されたフレームの電磁波到来側の面に電波吸収体を設けたことにより、上記フレームの電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減することができる。したがって、フレームによる反射波の影響を軽減して測定精度を向上することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the radio wave absorber is provided on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame in which the plurality of receiving antennas are disposed, the electromagnetic wave is reflected on the electromagnetic wave arrival side surface of the frame. Electromagnetic waves can be reduced. Therefore, the measurement accuracy can be improved by reducing the influence of the reflected wave by the frame.
また、請求項12に係る発明によれば、複数の受信アンテナを、立方体の部屋の内側の六面に内方を向いて配設したことにより、立方体の部屋内の電磁界強度分布を測定することができる。したがって、例えば無線LANの受信器の設置場所を設定するのに好適である。
According to the invention of
そして、請求項13に係る発明によれば、複数の受信アンテナを、電磁界強度を測定するための球形の電波暗室の内面に内方を向いて配設したことにより、被測定物から放射される電磁波の三次元の電磁界強度を瞬時に測定することができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, the plurality of receiving antennas are radiated from the object to be measured by being disposed inwardly on the inner surface of the spherical anechoic chamber for measuring the electromagnetic field strength. It is possible to instantaneously measure the three-dimensional electromagnetic field strength of electromagnetic waves.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明による電磁界測定装置の第1の実施形態の要部を拡大して示す斜視図であり、図2は第1の実施形態における複数の受信アンテナを示す正面図であり、図3は図2の側面図である。この電磁界測定装置は、被測定物1から放射される電磁波の電磁界強度を測定するもので、受信アンテナ2と、周波数変換回路3と、合成器4とからなる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an enlarged perspective view showing a main part of a first embodiment of an electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a plurality of receiving antennas in the first embodiment. 3 is a side view of FIG. This electromagnetic field measuring apparatus measures the electromagnetic field intensity of an electromagnetic wave radiated from the device under
上記受信アンテナ2は、被測定物1から放射される電磁波を受信するもので、図3に示すように、電磁波を放射する被測定物1と対面して離れた位置に複数配設されている。この受信アンテナ2は、例えば一直線状に伸びるポールを備えたダイポールアンテナであり、図1に示すように電磁波の水平偏波を受信する水平偏波受信用アンテナ6のポールと垂直偏波を受信する垂直偏波受信用アンテナ7のポールとを直交させて一体的に形成したものである。この実施形態においては、水平偏波受信用アンテナ6のポールと垂直偏波受信用アンテナ7のポールとは、プリント基板8上に導体膜6a,6bと7a,7bとを形成したものである。
The receiving
そして、上記複数の受信アンテナ2は、図3に示すように、縦に延びるフレーム10の電磁波到来側(同図に示す矢印A側)の面に、図2に示すように縦横方向にマトリクス状に配設されて、被測定物1から放射される電磁波を二次元の面内で同時に受信することができるようになっている。なお、上記複数の受信アンテナ2は、縦及び横方向にジグザグ状に配設されたものであってもよい。これにより、各受信アンテナ2の間隔を狭くすることができて、緻密な電磁界分布を測定することができる。また、複数の受信アンテナ2が配設された上記フレーム10の電磁波到来側の面には電波吸収体11を設けて、フレーム11の電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減するようになっている。
The plurality of receiving
上記複数の受信アンテナ2には、図1に示すように、それぞれ周波数変換回路3が同軸ケーブル(有線)12で接続されている。この周波数変換回路3は、各受信アンテナ2で受信される受信信号(図4に示す符号f0参照)にそれぞれ異なる周波数のローカル信号(図4に示す符号f1,f2,f3,…fn参照)を各受信アンテナ2の位置情報として付加して出力するものであり、図4に示すように、発振器13と、ローパスフィルタ14と、ミキサー15と、増幅器16とからなる。
As shown in FIG. 1, the frequency conversion circuit 3 is connected to each of the plurality of receiving
上記発振器13は、複数の受信アンテナ2の位置情報としてのローカル信号を生成するものであり、各受信アンテナ2の配設位置に対応して予め設定された周波数f1〜fnの信号を発振するようになっている。また、上記ローパスフィルタ14は、上記発振器13で生成されたローカル信号に含まれる高調波成分を除去するものであり、そのカットオフ周波数fcは、fc<f0に設定される。さらに、上記ミキサー15は、ローパスフィルタ14を通過したローカル信号f1〜fnと上記各受信アンテナ2から入力する受信信号f0とを混合して、受信信号f0を(f0±f1),(f0±f2),(f0±f3),…(f0±fn)の周波数成分を含む信号に変換するものである。そして、上記増幅器16は、上記周波数変換された受信信号(f0±f1)〜(f0±fn)を所定のレベルまで増幅するものである。なお、受信アンテナ2の後段には、上記水平偏波受信用アンテナ6及び垂直偏波受信用アンテナ7の受信信号を切り換えて上記周波数変換回路3に供給する偏波切替スイッチ17を備え、一つの周波数変換回路3で水平偏波と垂直偏波との両方が測定できるようになっている。
The
上記複数の周波数変換回路3には、合成器4が同軸ケーブル(有線)18で接続されている。この合成器4は、各周波数変換回路3の出力信号(f0±f1)〜(f0±fn)を合成し、(f0±f1)+(f0±f2)+(f0±f3)+…+(f0±fn)として例えば一本の信号線19により出力するものである。そして、上記合成出力(f0±f1)+…+(f0±fn)を、合成器4に接続された測定器5に入力して処理して、上記被測定物1から放射される電磁波の電磁界強度を測定する。なお、上記測定器5は、合成器4から信号線19を通して入力した信号を周波数解析して各周波数の信号の強度を測定する波形解析装置や、パソコンや、表示装置又はプリンター等を含むものである。
A synthesizer 4 is connected to the plurality of frequency conversion circuits 3 by a coaxial cable (wired) 18. The synthesizer 4 synthesizes the output signals (f 0 ± f 1 ) to (f 0 ± f n ) of the frequency conversion circuits 3 to obtain (f 0 ± f 1 ) + (f 0 ± f 2 ) + ( f 0 ± f 3) + ... + ( and outputs by f 0 ± f n) and to for example one
次に、このように構成された電磁界測定装置の動作について説明する。
先ず、図3に示すように、縦に延びるフレーム10の電磁波到来側(同図に示す矢印A側)の面に設けられた電波吸収体11の表面から電磁波到来方向に突き出して、図2に示すように縦横方向にマトリクス状に設けられた複数の受信アンテナ2を、離れた位置に置かれた被測定物1と対面させて設置する。
Next, the operation of the electromagnetic field measuring apparatus configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 3, it protrudes in the electromagnetic wave arrival direction from the surface of the
ここで使用される受信アンテナ2は、図1に示すように水平偏波受信用アンテナ6のポールと垂直偏波受信用アンテナ7のポールとを直交させて一体的に形成したものであり、一つの受信アンテナ2で電磁波の水平偏波及び垂直偏波の両方を受信できるようになっている。ここでは、先ず、図4に示すように、受信アンテナ2と周波数変換回路3との間に設けた偏波切換スイッチ17で受信信号の接続を水平偏波受信用アンテナ6側に切り換える。
As shown in FIG. 1, the receiving
次に、上記被測定物1を起動して電磁波を放射させ、この電磁波を上記複数の受信アンテナ2で同時に受信する。各受信アンテナ2で受信された電磁波の受信信号は、それぞれ同軸ケーブル12により接続された周波数変換回路3に上記偏波切換スイッチ17を通って入力する。
Next, the device under
この場合、例えば、図4に示す周波数変換回路3においては、各受信アンテナ2の配設位置に対応して予め設定されたローカル信号f1が発振器13で生成され、ローパスフィルタ14により高調波成分が除去されてミキサー15に供給される。このミキサー15では、上記受信アンテナ2から入力する受信信号f0に上記ローカル信号f1が受信アンテナ2の位置情報として付加されて(f0+f1)の信号に周波数変換される。そして、増幅器16で所定のレベルまで増幅されて周波数変換回路3から出力する。
In this case, for example, in the frequency conversion circuit 3 shown in FIG. 4, a local signal f 1 set in advance corresponding to the arrangement position of each
なお、上述のように受信アンテナ2の受信信号に位置情報としてローカル信号を付加する場合には、例えば受信アンテナ2の受信信号の周波数がf0=1GHzであるとき、ローカル信号の周波数f71=71MHzを付加して周波数変換された信号の周波数f0+f71は1.071GHzとなる。また、ローカル信号f51=51MHzの21逓倍の高調波成分も1.071GHzであるから、この高調波成分を周波数変換された受信アンテナ2の受信信号と誤って検知する虞がある。しかし、この実施形態においては、上記ローパスフィルタ14を通してローカル信号の高調波成分を除去するようにしたことにより、上記誤検知を防止することができる。
When a local signal is added as position information to the reception signal of the
各周波数変換回路3から周波数変換されて出力する出力信号(f0±f1)〜(f0±fn)は、同軸ケーブル18を通して合成器4に入力され、ここでそれぞれ合成されて(f0±f1)+…+(f0±fn)となって一本の信号線19により出力される。
Output signals (f 0 ± f 1 ) to (f 0 ± f n ) that are frequency-converted and output from each frequency conversion circuit 3 are input to the synthesizer 4 through the
上記合成器4の出力(f0±f1)+…+(f0±fn)は一本の信号線19を通って測定器5に入力し、ここで波形解析等が行なわれて処理されて水平偏波の電磁界分布が測定される。そして、その結果が測定器5の図示省略の表示部に表示され、またプリントアウトされる。
The output (f 0 ± f 1 ) +... + (F 0 ± f n ) of the synthesizer 4 is input to the measuring device 5 through a
次に、図4に示す偏波切換スイッチ17により、受信アンテナ2と周波数変換回路3との接続を水平偏波受信用アンテナ6側から垂直偏波受信用アンテナ7側に切り換えて、上述と同様にして垂直偏波の電磁界分布が測定される。
Next, the connection between the receiving
図5は、本発明による電磁界測定装置の第2の実施形態を示す斜視図である。この電磁界測定装置は、複数の受信アンテナ2が縦に延びるフレーム10の電磁波到来側(同図に示す矢印A側)の面に、縦方向に二列に並べて各受信アンテナ2が互いにジグザグ状となるように配設されたものである。また、この場合も第1の実施形態と同様に、複数の受信アンテナ2が配設されたフレーム10の電磁波到来側の面に電波吸収体11を設けて、上記フレーム10の電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減するようになっている。そして、上記フレーム10のベース部材の底面に車輪20を設けて、設置面に備えたレール21上をフレーム10が移動できるようにして、上記複数の受信アンテナ2を電磁波の到来方向と直交する方向(同図に示す矢印B,C方向)に移動可能とされている。
FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention. In this electromagnetic field measuring apparatus, the receiving
これにより、移動する被測定物1に受信アンテナ2を追従させてフレーム10を移動し、被測定物1から放射される電磁波の電磁界強度の時間変化をリアルタイムで測定することができる。なお、上記複数の受信アンテナ2は、図6に示すようにフレーム10に対して縦に一列に並べて配設されたものであってもよい。
Thereby, the receiving
図7は、本発明による電磁界測定装置の第3の実施形態を示す斜視図である。この電磁界測定装置は、複数の受信アンテナ2を、円弧状のフレーム10の電磁波到来側(同図に示す矢印A側)の面に一列に並べて配設し、上記円弧状のフレーム10の中心に回転可能に設置された被測定物1から放射される電磁波を受信できるようになっている。また、この場合も第1の実施形態と同様に、複数の受信アンテナ2が配設されたフレーム10の電磁波到来側の面に電波吸収体11を設けて、上記フレーム10の電磁波到来側の面で反射される電磁波を軽減している。そして、上記フレーム10のベース部材の底面に車輪20を設けて移動できるようにして、上記複数の受信アンテナ2を電磁波の到来方向(同図に示す矢印A方向)と同方向に移動可能とされている。
FIG. 7 is a perspective view showing a third embodiment of the electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention. In this electromagnetic field measuring apparatus, a plurality of receiving
これにより、一つの受信アンテナ2を上記円弧状のフレーム10に沿って所定角度だけ移動しながら測定する場合に比べて10〜20倍の高速で被測定物1から放射される電磁波の三次元の電磁界強度を測定することができる。なお、図7においては、被測定物1が水平に延びるアーム状の支持手段22の先端にその垂直軸を中心に回転するようにしているが、図8に示すように設置面に対して垂直に延びるポール状の支持手段22の先端にその中心軸回りに回転するようにしてもよい。
As a result, the three-dimensional electromagnetic wave radiated from the
図9は、本発明による電磁界測定装置の第4の実施形態を示す斜視図である。この電磁界測定装置は、複数の受信アンテナ2が立方体の部屋23又は電波暗室の内側の六面に内方を向いて配設され、被測定物1としての例えばパソコンから送信される無線LANの電磁波の電磁界分布を測定できるようになっている。これにより、例えば無線LANの受信器の設置場所を電磁界強度が最も強くなる場所や、又は複数のパソコンから放射される無線LANの電磁波の電磁界分布が重なる場所に設定すれば、パソコンの無線LAN接続を確実に行なうことができる。
FIG. 9 is a perspective view showing a fourth embodiment of the electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention. In this electromagnetic field measuring apparatus, a plurality of receiving
図10は、本発明による電磁界測定装置の第5の実施形態を示す斜視図である。この電磁界測定装置は、複数の受信アンテナ2を、電磁界強度を測定するための球形の電波暗室24の内面に内方を向いて配設し、球の中心位置に配置された被測定物1からの電磁波を受信できるようになっている。これにより、被測定物1から放射される電磁波の三次元の電磁界強度を瞬時に測定することができる。
FIG. 10 is a perspective view showing a fifth embodiment of the electromagnetic field measuring apparatus according to the present invention. In this electromagnetic field measuring apparatus, a plurality of receiving
なお、以上の説明においては、受信アンテナ2が水平偏波受信用アンテナ6と垂直偏波受信用アンテナ7とを一体化したものである場合について述べたが、これに限られず、受信アンテナ2は、水平偏波受信用アンテナ6又は垂直偏波受信用アンテナ7のいずれか一方であってもよい。この場合、受信アンテナ2は、図4に示す偏波切換スイッチ17を介さず、周波数変換回路3に有線で直接接続される。したがって、偏波面を切り換えて電磁界測定をするときには、上記一方のアンテナを他方のアンテナに交換するか、又は一方のアンテナを90度回転する。
In the above description, the case where the
1…被測定物
2…受信アンテナ
3…周波数変換回路
4…合成器
5…測定器
6…水平偏波受信用アンテナ
6a,6b,7a,7b…導体膜
7…垂直偏波受信用アンテナ
8…プリント基板
10…フレーム
11…電波吸収体
12,18…同軸ケーブル(有線)
13…発振器
14…ローパスフィルタ
15…ミキサー
17…偏波切換スイッチ
19…信号線
23…部屋
24…電波暗室
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (13)
各受信アンテナにそれぞれ接続され、該受信アンテナで受信される受信信号にそれぞれ異なる周波数のローカル信号を付加して出力する複数の周波数変換回路と、
該複数の周波数変換回路に有線で接続され、各周波数変換回路の出力信号を合成して、前記被測定物から放射される電磁波の電磁界強度を測定する測定器に出力する合成器と、
を備えたことを特徴とする電磁界測定装置。 A plurality of receiving antennas disposed at a position away from the object to be electromagnetically radiated and receiving electromagnetic waves radiated from the object to be measured;
A plurality of frequency conversion circuits that are connected to the respective reception antennas and output local signals having different frequencies to the reception signals received by the reception antennas;
A synthesizer that is connected to the plurality of frequency conversion circuits in a wired manner, synthesizes output signals of the frequency conversion circuits, and outputs them to a measuring instrument that measures the electromagnetic field intensity of the electromagnetic waves radiated from the object to be measured;
An electromagnetic field measuring apparatus comprising:
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