JP2006258759A - 電磁波測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器やその内部の金属筐体、回路基板、ケーブル、あるいは電子機器間を接続するケーブル等の被測定物の動作状態において発生される電磁界の測定を高速に行なうことができ、不要な電磁波の放射源を効率的に特定できる電磁波測定装置を提供する。
【解決手段】回転装置４は電磁界が測定される被測定物である電子機器１が載置され、ほぼ水平方向に回転され、電磁界測定プローブアレイ２，２は、各々は電磁界測定プローブ５が一列以上に配列され、電子機器１を挟むように一対配置され、電子機器１の電磁界が測定された測定信号Ｓ１を出力し、電磁界プローブアレイ駆動部３は電磁界測定プローブアレイ２，２を電子機器１へ向かう方向あるいは逆方向等に移動する装置で、測定信号受信部１５は測定信号Ｓ１を受信し、演算処理部１６は測定信号Ｓ１を演算処理し、表示部１７は演算処理部１６から出力される測定結果を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器やその内部の金属筐体、回路基板、ケーブル、あるいは電子機器間を接続するケーブル等の不要電磁波を測定し、電磁波放射源を特定する電磁波測定装置に関するものである。

従来、電子機器動作時に放射される不要電磁波の測定は、電波暗室、オープンサイトにおける遠方電界測定が行われている。
さらに近年、不要電磁波放射源の特定を容易に行なうために近傍電磁界測定が行われ、この近傍電磁界測定を行なうための装置として、特公平５−６７１８４号公報（特許文献１）の電磁界プローブをアレイとして二次元平面に配列し、その平面アレイ上に配置された被測定物の近傍磁界を測定する方法が提案されている。
また、被測定物近傍の二次元平面を単一の電磁界プローブで走査する装置等が製品化されている。

しかしながら、特公平５−６７１８４号公報（特許文献１）で示した近傍電磁界測定装置による測定は、被測定物がプリント基板単体などの小面積かつ平面形状のものに限定されてしまう。実際に不要電磁波の対策を行なう電子機器はケーブルなどが接続されたプリント基板が金属筐体に接地されており、その不要電磁波放射メカニズムはプリント基板単体における放射メカニズムと異なっており、遠方電界測定で問題になっている電子機器の不要電磁波の状態はプリント基板単体の不要電磁波の状態とは異なっているにも関わらず、プリント基板単体で近傍電磁界を測定しているので、近傍電磁界測定による不要放射源の特定を有効に行うことは困難であった。
また、単一の電磁界プローブを駆動することにより電子機器近傍を走査し、電子機器の近傍電磁界を走査する方法も考えられるが、電子機器全体の近傍電磁界を測定するには非常に時間がかかってしまう。
そこで、特開平５−２６９３０号公報（特許文献２）で、不要電磁波放射抑制対策に寄与する波源分布を求める電磁波源解析システム、及び周囲の電磁環境に影響されることなく放射電磁界を求めるための電磁界解析システム、及び前記二つのシステムの構成上不可欠である電磁界分布を測定する測定装置が提案されている。この電磁界分布測定装置は、互いに１８０°向き合わせて配置され、二つの校正された電磁界測定プローブと、電磁界測定プローブを支持する電磁界プローブ支持部と、電磁界測定プローブを上下するためのガイドとなるポールと、電磁界測定プローブを電子機器本体を中心として１８０°回転させる回転テーブルと、電子機器本体を載せる被測定物固定用テーブルと、基底部とで構成される。この装置では、２つ以上のプローブを用いることから電子機器の電磁界分布測定を高速に行うことが可能になる。
しかしながら、特開平５−２６９３０号公報の装置では、主に被測定物から少し離れた位置に測定プローブを配置し、測定プローブを被測定物の周りを円筒状に走査することを想定しているため、平面を走査することは難しい。また、円筒状に走査することから、被測定物とプローブ間の距離が離れる領域があり、測定感度を得るために分解能が低くても、プローブサイズが大きく、感度が高いプローブで測定する必要があり、詳細な分布を測定することが難しい。
特公平５−６７１８４号公報 特開平５−２６９３０号公報

そこで、本発明は、電子機器やその内部の金属筐体、回路基板、ケーブル、あるいは電子機器間を接続するケーブル等の被測定物の動作状態において発生される電磁界の測定を高分解能で高速に行なうことができ、不要な電磁波の放射源を効率的に特定できる電磁波測定装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の電磁波測定装置は、電磁界が測定される被測定物が載置され、ほぼ水平方向に回転される回転装置と、
各々は電磁界測定プローブが一列以上に配列され、前記被測定物を挟むように一対配置され、前記電磁界が測定された測定信号を出力する第1及び第2の電磁界測定プローブアレイと、
前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイを、前記被測定物へ向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動する電磁界プローブアレイ駆動部と、
前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイから出力される前記測定信号を受信する測定信号受信部と、
前記測定信号受信部から出力される前記測定信号を演算処理し測定結果を出力する演算処理部と、
前記演算処理部から出力される前記測定結果を表示する表示部と、
以上の装置を制御する制御部と、を有する。
さらに、本発明の電磁波測定装置は、前記電磁波測定装置において、
前記電磁界プローブアレイ駆動部が前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイを、ほぼ水平方向に移動する代わりに、
前記被測定物が載置される前記回転装置自体が、ほぼ水平方向に移動されるように構成される。
さらに、本発明の電磁波測定装置は、前記電磁波を測定する第3の電磁界測定プローブアレイが第2の電磁界プローブアレイ駆動部により、前記被測定物に向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動する。

本発明の電磁波測定装置によれば、一対の第1及び第2の電磁界測定プローブアレイは互いに対向して配置され、その一対の第1及び第2の電磁界測定プローブアレイ間に回転装置上に載置された電子機器等の被測定物が配置される。
この一対の第1及び第2の電磁界測定プローブアレイは電磁界プローブアレイ駆動部により被測定物の側面の互いに対称な二平面を同時に走査し、近傍の電磁界を測定する。
この二平面の走査終了後、被測定物が載置される回転装置により、例えば９０°ほぼ水平方向に被測定物である電子機器を回転させる。この回転により、近傍の電磁界未測定の被測定物の側面の二平面が電磁界測定プローブの走査範囲に入り、対向する一対の第1及び第2の電磁界測定プローブアレイは電磁界プローブアレイ駆動部により被測定物の側面の互いに対称な他の二平面を再び同時に走査することにより電子機器等の被測定物の四平面の近傍の電磁界を測定することとなる。
以上のように電子機器等の被測定物の側面の二平面以上を電磁界測定プローブアレイで走査することにより、高速に被測定物の動作状態の電磁界を測定することが可能となり、電子機器やその内部の金属筐体、回路基板、ケーブル、あるいは電子機器間を接続するケーブル等の被測定物の動作状態の電磁界測定を高速に行なうことができ、不要な電磁波放射源の効率的な特定が可能になる。

以下、本発明を、その実施例に基づいて、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１の電磁波測定装置の斜視図で、不要電磁波を放射する被測定物である電子機器１の電磁界を測定するものである。
回転装置４は、電磁界が測定される被測定物である電子機器１が載置され、ほぼ水平方向に回転されるものである。ここで、被測定物は、電子機器１その内部の金属筐体、回路基板、ケーブル、あるいは電子機器間を接続するケーブル等である。
第1及び第2の電磁界測定プローブアレイ２，２は、図６（a）に示されるように、各々は電磁界測定プローブ５が一列に配列され、被測定物である電子機器１を挟むように一対配置され、被測定物である電子機器１の電磁界が測定された測定信号Ｓ１を出力するものである。

ここで、図６（ｂ）、図７、図8に示される電磁界測定プローブアレイ２ａ，２ｂ，２ｃのように複数列の電磁界測定プローブ７，１１，１２から成る場合も有る。
図６（ａ）に示される電磁界測定プローブアレイ２は、一列の電磁界測定プローブ５により構成されるが、図６（ｂ）、図７、図８に示される電磁界測定プローブアレイ２ａ、２ｂ、２ｃのように複数列の電磁界測定プローブ７，１０，１１，１２により構成される場合も有る。
また電磁界測定プローブアレイは測定平面に対して測定したい任意の方向の電磁界を測定できるように、一方向に対応した電磁界測定プローブのみで構成されていてもよく、また異なった電磁界の方向が同時に測定できるように、複数方向の電磁界測定プローブから構成されていてもよい。
図７に示される電磁界測定プローブアレイ２ｂは、複数方向の電磁界測定プローブ１０，１１から構成される。
電磁界測定プローブアレイ２ｂは，x方向の電磁界測定プローブ１０と、ｙ方向の電磁界測定プローブ１１から構成され、ｘ方向に電磁界測定プローブ間隔の割合で磁界プローブアレイ２ｂを走査することにより走査面のｘ、ｙ両方向の近傍の電磁界を測定することができる。
また図８に示される電磁界測定プローブアレイ２ｃは、任意の方向に可変できる電磁界測定プローブ１２から構成される。
また電磁界測定プローブアレイをユニットとして交換可能にして、希望する任意の測定に対応した電磁界測定プローブアレイを付けることもよい。

電磁界プローブアレイ駆動部３，３は、第1及び第2の電磁界測定プローブアレイ２，２を、図2に示される被測定物である電子機器１へ向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動する装置である。
図5に示される測定信号受信部１５は、電磁界プローブアレイ切り替えスイッチ１９を介して第1及び第2の電磁界測定プローブアレイ２，２から出力される測定信号Ｓ１を受信する部分である。測定信号受信部１５は、スペクトラムアナライザ等の周波数領域の信号を測定できる。電磁界プローブアレイ切り替えスイッチ１９は、電磁界測定プローブアレイ２，２を構成する図６（ａ）に示される電磁界測定プローブ５を順次切り替えて測定信号Ｓ１を測定信号受信部１５に入力させる。電磁界測定プローブアレイ２，２と測定信号受信部１５との間に信号増幅のためにアンプを介してもよい。測定信号Ｓ１は、ある任意の特定周波数の電磁界強度量でも、ある任意の周波数範囲の電磁界強度スペクトラムである。
演算処理部１６は、測定信号受信部１５から出力される測定信号Ｓ１を演算処理し測定結果を出力する部分で、電磁界測定プローブ５の周波数特性の補正等の処理も演算処理部１６で行なう。
表示部１７は、演算処理部１６から出力される測定結果を表示する部分である。測定結果の表示は任意の演算処理により、電磁界強度スペクトラムを表示し、任意の特定周波数の近傍電磁界分布として被測定物である電子機器１の外形形状と重ねあわせて電磁界強度が視覚化される。
実施例１の電磁波測定装置に取り付けたカメラにより撮影した電子機器画像データを外形形状として取り込み、表示部１８で電子機器１の画像データとその近傍電磁界分布が重ねて表示させてもよい。
また図７、図８に示される異なった電磁界方向が測定できる電磁界測定プローブ１０，１１，１２によって測定された電磁界強度からなる近傍電磁界分布は単一方向の近傍電磁界分布や、二方向の電磁界を合成した近傍電磁界分布が演算処理部１６により処理されて表示され、電子機器１の電磁波対策前後の電磁界強度スペクトラムや近傍電磁界分布が表示部で比較、検討できる。
制御部１８は、以上の装置を制御信号Ｓ２により制御する部分である。

本発明の実施例１により電子機器１等の被測定物の近傍の電磁界を測定する手順を次に説明する。
図２（ａ）に示されるように、２組の電磁界測定プローブアレイ２，２は互いに向かい合った形で配置され、その二組の電磁界測定プローブアレイ２，２間に回転装置４上に配置された被測定物である電子機器１が配置される。
この二組の向かい合った電磁界測定プローブアレイ２，２は電磁界プローブアレイ駆動部３，３により電子機器１の側面の互いに対称な二平面Ａ、Ｃを同時に走査し、近傍の電磁界を測定する。
この二平面Ａ、Ｃの走査終了後、図２（ｂ）に示されるように電子機器１が載置される回転装置４により９０°電子機器１を回転させることにより、近傍の電磁界の未測定の電子機器１の側面の二平面Ｂ、Ｄが電磁界測定プローブ２，２の走査範囲に入ることになる。
ここで図２（ｃ）に示されるように、二組の向かい合った電磁界測定プローブアレイ２，２は電磁界プローブアレイ駆動部３，３により電子機器１の側面の互いに対称な二平面Ｂ、Ｄを再び同時に走査することにより電子機器１の四平面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの近傍の電磁界が測定できた。

さらに被測定物である電子機器１の上部の平面の近傍電磁界を測定するために、図３に示されるように、電磁波を測定する第3の電磁界測定プローブアレイ２ｄが第2の電磁界プローブアレイ駆動部３ａにより、被測定物である電子機器１に向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動するように構成される場合も有る。
これにより電子機器１の側面の二平面と上部一平面の電磁界を同時に測定できる。

また図４に示されるように被測定物である電子機器１の側面の近傍電磁界を測定するために、電磁波を測定する第3の電磁界測定プローブアレイ２ｅが第2の電磁界プローブアレイ駆動部３ｂにより、被測定物である電子機器１に向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動するように構成される場合も有る。第2の電磁界プローブアレイ駆動部３ｂは、一対の電磁界プローブアレイ駆動部３，３の上部に固定される。
これにより電子機器１の側面の二平面と上部一平面の電磁界を同時に測定できる。

図９に本発明の実施例４の電磁波測定装置が示され、不要電磁波を放射する被測定物である電子機器１の電磁界を測定する。
実施例１の電磁波測定装置においては、電磁界プローブアレイ駆動部３，3が第1及び第2の電磁界測定プローブアレイ２，２を、ほぼ水平方向に移動するが、この代わりに、本発明の実施例４の電磁波測定装置においては、被測定物である電子機器１が載置される回転装置４自体が、回転装置駆動部１４上に配置され、ほぼ水平方向に移動されるように構成される。
本発明の実施例４により電子機器等の被測定物の近傍の電磁界を測定する手順を次に説明する。
図９（ａ）（ｂ）のように二組の電磁界測定プローブアレイ２，２は互いに向かい合った形で配置され、その二組の固定された電磁界測定プローブアレイ２，２間に、電子機器１等の被測定物が配置される。電子機器１は、水平移動できる回転装置駆動部１４上の回転装置４上に配置される。
この二組の向かい合った電磁界測定プローブアレイ２，２は電子機器１の回転装置駆動部１４による水平駆動により、電子機器１の側面の互いに対称な二平面Ａ、Ｃを同時に走査し、近傍の電磁界を測定する。
この二平面Ａ、Ｃの走査終了後、図９（ｃ）（ｄ）に示されるように電子機器１が配置される回転装置４により９０°電子機器１が回転されることにより、近傍の電磁界が未測定の電子機器１の他の側面の二平面Ｂ、Ｄが電磁界測定プローブアレイ２の走査範囲に入る。
ここで図９（ｅ）（ｆ）に示されるように二組の向かい合った電磁界測定プローブアレイ２，２は電子機器１の水平駆動により電子機器１側面の互いに対称な二平面Ｂ、Ｄを再び同時に走査することにより電子機器１の四平面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの近傍の電磁界が測定できた。

本発明の実施例１の斜視図である。 本発明の実施例１の動作説明図である。 本発明の実施例２の動作説明図である。 本発明の実施例３の動作説明図である。 本発明の実施例１のブロック図である。 本発明の実施例の部分構成図である。 本発明の実施例の部分構成図である。 本発明の実施例の部分構成図である。 本発明の実施例４の動作説明図である。

符号の説明

１：電子機器
２，２ａ，２ｂ，２ｃ：電磁界測定プローブアレイ
２ｄ，２ｅ：第３の電磁界測定プローブアレイ
３：電磁界プローブアレイ駆動部
４：回転装置
５，７，１０，１１，１２：電磁界測定プローブ
１４：回転装置駆動部

Claims (3)

1. 電磁界が測定される被測定物が載置され、ほぼ水平方向に回転される回転装置と、
   各々は電磁界測定プローブが一列以上に配列され、前記被測定物を挟むように一対配置され、前記電磁界が測定された測定信号を出力する第1及び第2の電磁界測定プローブアレイと、
   前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイを、前記被測定物へ向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動する電磁界プローブアレイ駆動部と、
   前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイから出力される前記測定信号を受信する測定信号受信部と、
   前記測定信号受信部から出力される前記測定信号を演算処理し測定結果を出力する演算処理部と、
   前記演算処理部から出力される前記測定結果を表示する表示部と、
   以上の装置を制御する制御部と、を有することを特徴とする電磁波測定装置。
2. 請求項1記載の電磁波測定装置において、
   前記電磁界プローブアレイ駆動部が前記第1及び第2の電磁界測定プローブアレイを、ほぼ水平方向に移動する代わりに、
   前記被測定物が載置される前記回転装置自体が、ほぼ水平方向に移動されるように構成されることを特徴とする電磁波測定装置。
3. 前記電磁波を測定する第3の電磁界測定プローブアレイが第2の電磁界プローブアレイ駆動部により、前記被測定物に向かう方向あるいは逆方向に移動し、さらに、ほぼ水平方向及び鉛直方向にも移動する請求項１又は２記載の電磁波測定装置。

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