JP2007040894A - 電磁妨害波測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの測定およびノイズ源特定の作業の効率および精度が低かった。
【解決手段】カーブを楕円曲面とした反射鏡４１の二つの焦点のうち、反射面４１ａから遠い焦点Ｆ１に被試験機を置き、近い側の焦点Ｆ２に複数の微小ループアンテナ４３ｉｊをマトリクス状に配列させたアンテナ回路４２を固定し、被試験機における焦点Ｆ１を中心とした測定対象領域中の微小領域から輻射されるノイズを各微小領域に対応する微小ループアンテナ４３ｉｊがそれぞれ受信するとした。結果、アンテナ装置４０または被試験機を移動させることなく、各切替スイッチを切替えて全微小ループアンテナ４３ｉｊを一通り選択するだけで、一つの測定対象領域について、微小領域毎にノイズ検出を行うことができ、ノイズ検出の作業効率が上がり、かつノイズ源の特定も被試験機を構成する極めて小さな部品単位あるいは部品の一部箇所まで落とし込んで正確に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子部品や電気製品から輻射される電磁妨害波を測定する電磁妨害波測定装置に関する。

従来、電磁妨害波（ノイズ）の測定を行う場合、いわゆる近磁界プローブを被試験機に接近させてノイズを検知する手法が採られていた。この場合、被試験機としての各種電子部品や電気製品におけるノイズの測定対象とした部位に、近磁界プローブを一定の距離で接近させて被試験機から発せられる磁界を近磁界プローブに通過させ、近磁界プローブの出力に基づいてノイズの有無や大きさを測定していた。

また従来技術として、予め定められたピッチで配設されて一体的に構成されたマイクロストリップコイルのアレイの、各マイクロストリップコイルからの誘起電圧をスイッチ回路によって選択的に取り出す電磁雑音測定装置が知られている（特許文献１参照。）。
特開平１０‐１０４２９４号公報

ここで、従来のように近磁界プローブを用いる場合には次のような課題があった。
一度の近磁界プローブの使用による被試験機におけるノイズ測定可能な範囲は、近磁界プローブの環の面積に依存する。そのため、ノイズ測定の効率を高めるには、近磁界プローブの環を大きくする必要がある。一方、近磁界プローブを大きくすれば、被試験機における微小な面積毎のノイズ測定ができないため、ノイズ源の正確な特定という観点からは不適切である。つまり、ノイズ測定において、作業の効率性と精密性とを両立することが困難であった。また、被試験機における測定対象部位を切替えるべく、近磁界プローブを順次移動させていく際に、近磁界プローブと各測定対象部位との距離を一定に保つことが困難であるため、かかる点からも厳密なノイズの測定およびノイズ源の特定は困難であった。

また、上記文献１は、マイクロストリップアレイを、被試験機としてのプリント基板やＣＰＵなどに対して、直上約５ｍｍ（段落００３３）といった非常に接近した位置に対抗させて測定をするものであり、また、各マイクロストリップは、かかる接近した被試験機から発せられた磁界を捕らえるために適したものとなっている（段落００２０）。すなわち、同文献１は、被試験機からある程度距離が離れた位置から被試験機が発するノイズを測定する場合には適していなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、被試験機が発するノイズの測定を、当該被試験機からある程度の距離を保ちながらも高効率かつ精密に行うことが可能な電磁妨害波測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項２の発明は、被試験機から輻射されるノイズ信号を捕らえるアンテナを直交する２軸によって決定される各位置に存在させることにより構成したノイズ信号取得手段と、アンテナの位置を所定の順序にて切替えてアンテナが捕らえたノイズ信号を出力させるアンテナ位置切替手段と、当該出力されたノイズ信号に基づいて被試験機におけるノイズ信号の発生状況を所定の表示部に表示するノイズ解析表示手段とからなる電磁妨害波測定装置において、上記ノイズ信号取得手段は、被試験機から輻射されたノイズ信号を反射する反射面のカーブが楕円曲面を描く反射鏡であって、被試験機のうち上記楕円曲面の二つの焦点のうち反射面から遠い側の焦点位置に存在するノイズ測定対象領域から輻射されるノイズ信号を反射する上記反射鏡と、上記二つの焦点のうち反射面に近い側の焦点位置に設置されたアンテナ回路であって、上記反射によって収束したノイズ信号を上記２軸によって決定される各位置において受信する微小アンテナを備えた上記アンテナ回路とからなる構成としてある。

上記のように構成した請求項２においては、ノイズ信号取得手段は、被試験機から輻射されるノイズ信号を捕らえるアンテナを、直交する２軸によって決定される各位置に存在させる。アンテナ位置切替手段は、アンテナの位置を所定の順序にて切替え、対象とした位置におけるアンテナからそのアンテナが捕らえたノイズ信号を出力させ、ノイズ解析表示手段が、各位置における出力ノイズ信号に基づいて被試験機におけるノイズ信号の発生状況を所定の表示部に表示する。

そして、ノイズ信号取得手段においては、被試験機の領域であって反射鏡の反射面の二つの焦点のうち反射面から遠い側の焦点位置に存在するノイズ測定対象領域から輻射されるノイズ信号を、同反射面によって反射するとともに、この反射によって上記二つの焦点のうち反射面に近い側の焦点位置に設置したアンテナ回路の各位置にノイズ信号を収束させる。その結果、上記２軸によって決定される各位置において受信する微小アンテナは、それぞれの位置にてノイズ測定対象領域中の対応する部位から輻射されているノイズ信号を受信することができる。

このように本発明によれば、アンテナの位置を所定の順序にて一通り切替えるだけで、被試験機のノイズ測定を、ノイズ測定対象領域分の面積を一度にまとめてかつ微小アンテナの大きさ単位で精密に細かく測定することができる。

アンテナ回路の具体的構成としては、微小アンテナを始めから複数用意する場合と、一つの微小アンテナを順次移動させていく場合とが考えられる。
そこで、請求項３は、請求項２に記載の電磁妨害波測定装置において、上記アンテナ回路は、上記反射によって収束したノイズ信号をそれぞれの位置において受信する微小アンテナをマトリクス状に複数配列することにより構成される構成としてある。
かかる構成とすれば、被試験機のノイズ測定を、被試験機やノイズ信号取得手段の移動を伴う事無く、ノイズ測定対象領域分の面積を一度にまとめてかつ微小アンテナの大きさ単位で精密に細かく測定することができる。

一方、請求項４は、請求項２に記載の電磁妨害波測定装置において、上記アンテナ回路は、上記アンテナ位置切替手段による制御に基づいて、上記２軸によって決定される各位置のうちいずれかの位置に移動可能な一つの微小アンテナを備える構成としてある。
つまり、２軸で定義されるマトリクスの各位置に微小アンテナを順次移動させ、移動先の各位置においてノイズ信号を受信させるとしてもよい。

請求項５の発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置において、上記微小アンテナは、微小ループアンテナである構成としている。
また他の例として、請求項６の発明は、請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置において、上記微小アンテナは、ヘリカルアンテナである構成としてある。 つまり、被試験機のノイズ測定を微小な範囲毎に行うためのアンテナ回路の一例として、微小ループアンテナやヘリカルアンテナを２軸で定義されるマトリクスの各位置に存在させるとてもよい。

請求項７の発明は、請求項２〜請求項６のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置において、上記ノイズ解析表示手段は、各微小アンテナによって捕らえたノイズ信号から特定の周波数成分をそれぞれ抽出するとともに、この抽出した周波数成分に基づいて上記ノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号の上記特定の周波数における電界強度分布を表示する構成としてある。

上記のように構成した請求項７においては、ノイズ解析表示手段は、各微小アンテナによって捕らえたノイズ信号から特定の周波数成分をそれぞれ抽出する。そして、全微小アンテナ分の抽出された周波数成分に基づいて、ノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号であって上記特定の周波数におけるノイズの電界強度分布を所定の表示部に表示する。
その結果、ノイズ測定対象領域においてある特定周波数のノイズがどのような分布および強さで発生しているのかが一目で判明し、ノイズ源の特定も容易となる。

請求項８の発明は、請求項７に記載の電磁妨害波測定装置において、上記ノイズ解析表示手段は、上記電界強度分布を表示する際に、同分布を表す画像データに対してエッジ強調処理を行い、エッジが強調された電界強度分布を表示する構成としてある。
つまり、エッジ強調後の電界強度分布を表示することにより、ノイズレベルの高い部位と低い部位との差がはっきりと判明し、ノイズ源の特定がより容易となる。

さらなる画像処理の例として、請求項９の発明は、請求項７または請求項８のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置において、上記ノイズ解析表示手段は、上記電界強度分布を取得する処理を複数回実行するとともに、取得した異なる電界強度分布を比較し、当該比較結果を表示する構成としてある。
つまり、分布の様子の異なる電界強度分布を比較し、この比較結果を表示することで、時間や駆動状況など各種条件を変化させた被試験機においてノイズの輻射状況がどのように変化したかを容易に知ることができる。

上記の各構成を踏まえた上で、請求項１の発明は、被試験機から輻射されるノイズ信号を捕らえるアンテナをマトリクス状に複数配列して構成したノイズ信号取得手段と、対象とするアンテナを所定の順序にて切替えて各アンテナからそのアンテナが捕らえたノイズ信号を出力させるアンテナ位置切替手段と、当該出力されたノイズ信号に基づいて被試験機におけるノイズ信号の発生状況を所定の表示部に表示するノイズ解析表示手段とからなる電磁妨害波測定装置において、
上記ノイズ信号取得手段は、被試験機から輻射されたノイズ信号を反射する反射面のカーブが楕円曲面を描く反射鏡であって、被試験機のうち上記楕円曲面の二つの焦点のうち反射面から遠い側の焦点位置に存在するノイズ測定対象領域から輻射されるノイズ信号を反射する上記反射鏡と、上記二つの焦点のうち反射面に近い側の焦点位置に設置されたアンテナ回路であって、上記反射によって収束したノイズ信号をそれぞれの位置において受信する微小ループアンテナをマトリクス状に複数配列した上記アンテナ回路とからなり、上記ノイズ解析表示手段は、少なくとも、各微小ループアンテナによって捕らえたノイズ信号からそれぞれに特定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、当該バンドパスフィルタから抽出された周波数成分に基づいて上記ノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号の上記特定の周波数における電界強度分布を表示する画像データを生成するとともに当該画像データに基づく表示を行うコンピュータとからなり、さらにコンピュータは、電界強度分布を表示する際に、上記画像データに対してエッジ強調処理を行いエッジが強調された後の電界強度分布を表示する構成としてある。

このような、より具体的な構成とした請求項１において、上記請求項２，３，５，７，８と同様の作用、効果を奏することは言うまでも無い。

以上説明したように、本発明によれば、楕円状の反射鏡の二つの焦点のうち遠い側の焦点位置というある程度離れた位置に存在する被試験機のノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号を一旦反射面で受け止めるとともに、この反射面でノイズ信号を反射させ二つの焦点のうち近い側の焦点位置に配置しているアンテナ回路の各位置に対してノイズ信号を収束させることで各位置における微小アンテナがノイズ測定対象領域におけるそれぞれ対応した部位からのノイズ信号を受信できるようにしたため、被試験機が発するノイズを、少ない手間で効率よく、かつ精密に測定することが可能となる。

また、反射鏡が被試験機の各部位から輻射されたノイズ信号を微小アンテナが存在し得る各位置に収束させ、その結果微小アンテナが受信するノイズは、ゲインが増幅された状態となるので、被試験機とアンテナ回路との距離がかなり離れていても、確実にノイズ信号を測定することができる。

（１）電磁妨害波測定装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる電磁妨害波測定装置の概略構成を示している。
電磁妨害波測定装置１０は、概略、アンテナ装置４０と、アンテナ装置移動機構６０と、コンピュータ７０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８０と、シンクロスコープ９０とからなる。コンピュータ７０では、中央演算装置としてのＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭなど所定の記憶装置に記録されたプログラムに従って、電磁妨害波測定装置１０全体を制御し、コンピュータ７０は、上述のアンテナ装置４０、アンテナ装置移動機構６０、ＢＰＦ８０、シンクロスコープ９０とそれぞれに電気的に接続している。

本実施形態においては、被試験機としてプラズマテレビジョン２０を用意し、この被試験機の各部位から輻射される電磁妨害波（ノイズ）の測定を、上記電磁妨害波測定装置１０を用いて実行する。
アンテナ装置４０は、反射鏡４１とアンテナ回路４２とから構成される。反射鏡４１は、被試験機と相対することにより被試験機から輻射されるノイズを受け止めるとともに、この受け止めたノイズを特定位置に反射させる反射面４１ａを一方の側面に形成した皿状の部材である。当該反射鏡４１は、反射面４１ａを形成した側を内側にして全体が滑らかに屈曲している。同図では、反射鏡４１については鉛直方向の断面図により示している。

上記反射面４１ａは、そのカーブが楕円曲線を描くように形成されている。すなわち、反射面４１ａは楕円曲面の一部を形成する。ここで、楕円とは、２つの定点からの距離の和が一定である点の軌跡であり、反射面４１ａのカーブを含む楕円の長手方向を向く同楕円の中心線（図中、１点鎖線にて表示）上には、上記２つの定点が存在する。かかる２つの定点が楕円の焦点であり、以下においては、反射面４１ａから遠い側の焦点をＦ１、反射面４１ａに近い側の焦点をＦ２と表現する。そして本実施形態では、２つの焦点のうち、焦点Ｆ１に被試験機（正確には、被試験機の測定対象領域２１の中心）を位置させるとともに、焦点Ｆ２にアンテナ回路４２（正確には、アンテナ回路４２の中心）を固定する。なお、被試験機としてのプラズマテレビジョン２０が、例えば４２インチモデルである場合、焦点Ｆ１，Ｆ２間の距離が例えば３，０ｍとなるように、反射面４１ａのカーブを設計する。

反射鏡４１は、設置面Ａに置かれたアンテナ装置移動機構６０から略鉛直に延出する支柱５１によって支持されている。また、アンテナ回路４２は、支柱５１から枝分かれした支持部材５２によって、焦点Ｆ２の位置に固定されている。従って、アンテナ回路４２と反射鏡４１との相対的な位置関係は常に一定である。
一方、被試験機は、必要に応じて設置面Ａに置かれた台３０の上に載置されている。そして、被試験機の一部領域であって上記焦点Ｆ１に位置する部位を中心とした所定領域が、測定対象領域２１となる。

図２は、アンテナ回路４２の上記反射面４１ａと相対している側の詳細な構造を示している。
本実施形態においては、アンテナ回路４２は、それぞれが所定の巻数となった複数の微小ループアンテナ４３ｉｊ（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｍ）の集合体として構成されている。複数の微小ループアンテナ４３ｉｊは、Ｘ方向とＹ方向の二軸方向にそれぞれ決まった間隔にてマトリクス状に配置されている。かかるマトリクス状に配置された微小ループアンテナ４３ｉｊのうちで中心に存在する微小ループアンテナ４３ｉｊが、上記焦点Ｆ２に位置することになる。各微小ループアンテナのループの直径は、例えば、１ｃｍ程度と考えられる。
なお、Ｘ方向とは、図１の紙面に垂直な方向（左右方向とも言う）を言い、Ｙ方向とは鉛直方向（上下方向とも言う）を言うものとする。

各微小ループアンテナ４３ｉｊは、コンピュータ７０による切替スイッチの制御によって選択可能な構成となっている。具体的には、各微小ループアンテナ４３ｉｊは、その位置に応じて、１〜ｎ行のうち対応する行を統一する導線に対して一端を、１〜ｍ列のうち対応する列を統一する導線に対して他端を、それぞれに接続している。また、Ｘ方向切替スイッチ４４ａは、コンピュータ７０から送信される切替制御信号に応じて、１〜ｍ列のいずれかの導線を選択し、Ｙ方向切替スイッチ４４ｂは、コンピュータ７０から送信される切替制御信号に応じて、１〜ｎ行のいずれかの導線を選択することができる。そして、コンピュータ７０は、例えば、（ｉ，ｊ）＝（１，１）を始めの選択位置、（ｉ，ｊ）＝（ｎ，ｍ）を最後の選択位置として、全微小ループアンテナ４３ｉｊを所定の順序にて選択させるための切替制御信号を、Ｘ方向、Ｙ方向の各切替スイッチに送信する。

アンテナ装置移動機構６０は、コンピュータ７０による制御によってアンテナ装置４０をＸ，Ｙ，Ｚ方向のそれぞれに任意の距離移動させることが可能な、電動モータや各種ギヤなどによって構成された動力機構である。Ｚ方向とは、図１において、被試験機とアンテナ装置４０とが相対し合っている方向を言い、前後方向とも言う。

（２）ノイズの測定処理および表示処理
次に、上記構成としたアンテナ回路４２によるノイズの受信態様について説明する。
上述したように、焦点Ｆ１の位置には被試験機のある部位が存在しており、この部位を中心としてＸ方向とＹ方向とにある程度の広がりをもった領域が、上記測定対象領域２１となる。測定対象領域２１の面積は、全微小ループアンテナ４３ｉｊが上記の様にマトリクス状に配列した際に占める面積とほぼ等しい。従って、アンテナ回路４２の側では、Ｘ方向切替スイッチ４４ａおよびＹ方向切替スイッチ４４ｂによって各微小ループアンテナ４３ｉｊを順に選択していくことで、測定対象領域２１から輻射されるノイズを微小な面積単位で満遍なく受信し、出力することができる。

つまり、測定対象領域２１の中心部位（焦点Ｆ１の位置）から輻射されたノイズであれば、反射面４１ａによって受け止められた後、反射面４１ａによって反射して焦点Ｆ２の位置に収束する。その結果、上記中心部位から輻射されたノイズは、各微小ループアンテナ４３ｉｊのうち中心に存在する微小ループアンテナ４３ｉｊによって受信される。また、測定対象領域２１のうち上記中心部位から外れた部位より輻射されたノイズであれば、反射面４１ａによって受け止められた後、反射面４１ａによって反射して焦点Ｆ２からは外れた位置に収束し、この収束位置に設置されている微小ループアンテナ４３ｉｊによって受信される。

すなわち、ｍ×ｎ個の各微小ループアンテナ４３ｉｊはその位置に応じて、測定対象領域２１をｍ×ｎ個の微小領域に分割した際の各微小領域とそれぞれ１対１で対応しており、対応する微小領域から輻射されるノイズを受信するようになっている。よって、Ｘ方向切替スイッチ４４ａおよびＹ方向切替スイッチ４４ｂを順次切替えて各微小ループアンテナ４３ｉｊを一通り選択すれば、全微小ループアンテナ４３ｉｊにてそれぞれ受信されたノイズを取得することができる。

このように、アンテナ装置４０と被試験機との固定された位置関係において、測定対象領域２１から輻射されているノイズを満遍なく捕らえ、後述するような表示処理を実行したら、コンピュータ７０は、アンテナ装置移動機構６０を制御してアンテナ装置４０を移動させ、被試験機における測定対象領域の場所を変更する。その結果、上記焦点Ｆ１に新たに位置することになった被試験機の所定範囲が、次の測定対象領域となる。

各微小ループアンテナ４３ｉｊにおいて受信されたノイズ信号は、上記切替の順序に従って、ＢＰＦ８０へ順次出力される。
ＢＰＦ８０は、一つの微小ループアンテナ４３ｉｊにて受信したノイズ信号に基づいて、所望の周波数成分を抽出することが可能である。微小ループアンテナ４３ｉｊにて受信した時点でのノイズ信号は、様々な周波数成分を含んでいる。そこで、ＢＰＦ８０においては、抽出する周波数を所定の周波数調整用ボリューム等によって調整し、同ＢＰＦ８０から目的周波数成分が抽出されるように設定しておく。ここでいう目的周波数成分（ノイズ成分）とは、被試験機におけるノイズの発生源を特定する際に注目すべき周波数成分、言い換えると対策を施すべき周波数成分であって、いわゆるＥＭＩ対策の観点から予め実験などによって定めておくことができる。

ＢＰＦ８０によって目的周波数成分として出力されたノイズ成分の信号は、シンクロスコープ９０に入力する。シンクロスコープ９０に入力されたＢＰＦ８０からの信号は、シンクロスコープ９０の表示部にその像が表示される。図３は、シンクロスコープ９０の表示部９１に表示されたノイズ成分の波形を示している。この波形の振幅は、ノイズ成分のレベルを示しており、そのとき選択している微小ループアンテナ４３が対応する上記微小領域がノイズ源に近いほど、大きな値を示す。

ＢＰＦ８０から出力されたノイズ成分の信号は、さらにシンクロスコープ９０を介してコンピュータ７０に入力される。
コンピュータ７０は、各切替スイッチ４４ａ，４４ｂおよびアンテナ装置移動機構６０に対する制御に加え、その表示部７１に一つの測定対象領域２１におけるノイズの分布表示を行う。
かかる分布表示のためにコンピュータ７０が実行する画像処理について説明する。

コンピュータ７０は、微小ループアンテナ４３ｉｊで受信されたノイズ信号からの抽出成分である目的周波数成分を、全微小ループアンテナ分入力し、それぞれの目的周波数成分のレベルに応じた階調のデジタルデータを生成し、かかるデジタルデータによって一画面分の画像データを生成する。具体的には、微小ループアンテナ４３₁₁であれば画面の左上の領域、微小ループアンテナ４３₁₂であればその一つ右側の領域…、というように、マトリクス状に配列した各微小ループアンテナ４３ｉｊの位置を一画面における各位置にそのまま対応させた位置関係を決定する。

そして、各位置での目的周波数成分のレベル（電界強度）に応じて、一画面中の各位置における画像データの階調値を決定する。例えば、階調値を０〜２５５の２５６階調で表す場合、目的周波数成分の電界強度が取りうる最小値と最大値（最小値と最大値は予め設定しておく。）の間の変化過程を２５６段階に振り分け、対応する階調値を決定する。
そしてコンピュータ７０は、上記のように画面中の各領域での階調値を決定した画像データに基づいて、ノイズの電界強度分布の表示を行う。

図４は、表示部７１に表示されたノイズの電界強度分布の一例を示している。
ノイズの電界強度分布は、モノクロ画像によって表現されており、電界強度が高い位置ほど高階調値（高輝度）であるため白に近く、電界強度が低い位置ほど、低階調値（低輝度）であるため黒に近くなる。むろん、同図が示すノイズは、周波数は共通（目的周波数）である。同図においては、斜線の密度の濃さで画像の濃淡を表している。同図の例によれば、点Ｐの地点が最も白に近いことから、このときの測定対象領域における各微小領域のうち、点Ｐの位置に対応する微小領域にノイズ源が存在すると判断できる。

コンピュータ７０は、上記電界強度分布を表示するに際して、画像データにエッジ強調処理を施してもよい。エッジ強調処理は種々の手法を採用できるが、一例として、ラプラシアンフィルタを用いたエッジ強調処理を採用できる。この場合、既述した、目的周波数成分の電界強度に応じて画面各位置の階調値を決定して生成した一画面分の画像データを原画像データとし、この原画像データの階調値から、同原画像データを２次微分した値（原画像データにラプラシアンフィルタをかけた値）を差し引く。そして、２次微分値を差し引いた後の画像データに基づいた電界強度分布の表示を行えば、鮮鋭化された画像となる。

上記のように電界強度分布の表示を鮮鋭化すれば、ノイズの電界強度の高い場所と低い場所との差がより強調されるため、測定対象領域に存在しうるノイズ源の特定がより容易になる。

（３）他の実施形態
さらに、本発明においては、以下に示す各種実施形態を採用可能である。
電磁妨害波測定装置１０は、図１に示した構成に限られず、図５に示す構成としてもよい。図５においては、スペクトルアナライザ１００を備える点で図１と相違する。
スペクトルアナライザ１００には、各微小ループアンテナ４３ｉｊにおいて受信されたノイズ信号が上記切替の順序に従って順次入力されるようになっている。スペクトルアナライザ１００は、一つの微小ループアンテナ４３ｉｊを介して入力したノイズ信号に対して周波数分析を行うことが可能であり、図示しないその表示部にはノイズ信号のスペクトル分布を表示する。この場合、横軸に周波数、縦軸に各周波数における電界強度が示されるため、微小ループアンテナ４３ｉｊを介して受信したノイズ信号においていずれの周波数成分が多く発生しているかが容易に判別できる。

また、コンピュータ７０は、上記ノイズの電界強度分布表示を行うに際して、スペクトルアナライザ１００による周波数分析の結果から求められたノイズ成分が高い周波数を参照し、この周波数における電界強度分布を表示するようにしてもよい。
さらに、コンピュータ７０は、上記電界強度分布を表示する場合、一つの周波数における電界強度分布のみを示すのではなく、複数の周波数について、それぞれにノイズの電界強度分布を表示してもよい。これは、同じ測定対象領域であっても、周波数が異なれば発生しているノイズの分布の様子も異なる場合があるからである。

さらに、電磁妨害波測定装置１０においては、図１，５のいずれかの構成にかかわらず、コンピュータ７０は、異なる条件でそれぞれノイズ測定をして生成した電界強度分布のための画像データを互いに比較し、その比較結果を表示部７１に表示するようにしてもよい。ここで、異なる条件でそれぞれノイズ測定を行う具体例としては、同一の測定対象領域について時期を異にしてノイズ測定した場合や、測定対象領域を構成する電子部品等をノイズ対策のために交換・修繕等した前と後とでその測定対象領域のノイズ測定を行った場合や、被試験機を駆動させている状態と駆動停止状態とで同一の測定対象領域のノイズ測定を行った場合や、異なる測定対象領域についてそれぞれノイズ測定を行った場合、等が考えられる。

つまり、コンピュータ７０は、ある条件にてノイズ測定を行うことにより生成した、ノイズ成分（目的周波数成分）の電界強度分布の表示を行うための一画面分の画像データ（第一画像データ）を、所定の記憶領域に保存する。次に、異なる条件にてノイズ測定を行い、上記と同様に生成したノイズ成分の電界強度分布表示を行うための一画面分の画像データ（第二画像データ）を所定の記憶領域に保存する。そして、保存した第一画像データと第二画像データとの階調値を、画面中の共通する位置同士にて夫々比較し差分を取る（第二画像データの階調値−第一画像データの階調値）。そして、このようにして得られた一画面中の各位置における差分の値を用いて、さらなる一画面分の画像データ（第三画像データ）を生成する。

コンピュータ７０は、上記のようにして生成した第三画像データに基づいて、表示部７１に画像表示を行う。その結果、表示部７１には、異なる条件で取得したノイズの電界強度分布の比較結果が表示される。かかる表示を行う場合、モノクロ画像であれば上記差分の大きさに応じて輝度を変化させたり、カラー画像であれば上記差分の大きさに応じて色を変化させて表示する。例えば、一画面中において、上記差分がプラスである領域については赤色で、上記差分がマイナスである領域については青色でカラー表示するとして、さらに、そのプラスの度合いが高い位置ほど高濃度の赤で表示し、マイナスの度合いが高い位置ほど高濃度の青で表示する。
この結果、ユーザは、ノイズ測定の条件を異ならせた前後においてノイズの電界強度分布がどのように変化したかを容易に把握することができる。

これまでの説明においては、反射鏡４１と相対するアンテナ回路は、マトリクス状に配列させた複数の微小ループアンテナを備えるとした。しかし、アンテナ回路は一つの微小ループアンテナを持つとして、これを移動させてもよい。
図６は、アンテナ回路の上記反射面４１ａと相対している側の詳細な構造であって、図２とは異なる例を示している。
同図に示すように、アンテナ回路４５は、一つの微小ループアンテナ４６と、これの位置を移動させるためのＸ方向移動装置４７ａ、Ｙ方向移動装置４７ｂとから構成されている。

Ｘ方向移動装置４７ａは、微小ループアンテナ４６が移動し得る領域４５ａの左右方向（Ｘ方向）の距離とほぼ同じ長さをもってＸ方向に延伸したバー状の装置であり、反射面４１ａと相対する側の表面には微小ループアンテナ４６が取り付けられている。また、Ｘ方向移動装置４７ａの同表面にはレール４７ａ１が形成されており、Ｘ方向移動装置４７ａは、コンピュータ７０の制御に基づいて図示しない動力機構を駆動させることにより、レール４７ａ１に沿って微小ループアンテナ４６を左右方向に移動させる。

一方、Ｙ方向移動装置４７ｂは、領域４５ａの上下方向（Ｙ方向）の距離とほぼ同じ長さをもってＹ方向に延伸したバー状の装置であり、上記Ｘ方向移動装置４７ａの一端を支持している。そして、Ｙ方向移動装置４７ｂは、コンピュータ７０の制御に基づいて図示しない動力機構を駆動させることにより、Ｘ方向移動装置４７ａを上下方向に移動させることが可能である。

より具体的には、Ｘ方向移動装置４７ａは、コンピュータ７０から微小ループアンテナ４６の位置を切替えることを指示する切替制御信号を受けた場合、同信号が指示する微小ループアンテナ４６のＸ方向における位置を実現するために、微小ループアンテナ４６をレール４７ａ１に沿って必要な分だけ左右に移動させる。また、Ｙ方向移動装置４７ｂは、切替制御信号が指示する微小ループアンテナ４６のＹ方向における位置を実現するために、Ｘ方向移動手段４７ｂを上下に必要な分だけ移動させる。なお、領域４５ａの面積は上記測定対象領域２１の面積とほぼ等しく、微小ループアンテナ４６が上記のようにして移動する各位置は、図２に示したアンテナ回路４２においてｍ×ｎ個の微小ループアンテナ４３ｉｊがそれぞれ存在していた位置に対応する。

つまり図６の構成とすれば、アンテナ回路４５は、Ｘ方向移動装置４７ａおよびＹ方向移動装置４７ｂによって、一つの微小ループアンテナ４６の位置を、コンピュータ７０が指示する上記所定の順序に従って順次切替えることができる。そして、前述のように位置を切替えた微小ループアンテナ４６は、各位置にて、測定対象領域２１中の対応する微小領域から輻射されているノイズを受信する。従って、アンテナ回路４５は、測定対象領域２１から輻射されるノイズを微小な面積単位で満遍なく受信し、出力することができる。
なお、各位置毎において微小ループアンテナ４６によって受信されたノイズ信号は、上記所定の順序に従って、微小ループアンテナ４６に接続された図示しない導線を介して、ＢＰＦ８０（または、スペクトルアナライザ１００）へ出力される。

また上記においては、アンテナ回路４２，４５が備えるアンテナは微小ループアンテナであるとしたが、他の例として、アンテナ回路４２，４５は、エレメントを螺旋状に巻いて構成した、いわゆるヘリカルアンテナ（微小ヘリカルアンテナ）を複数或いは一つ備えるとしてもよい。

（４）まとめ
このように本発明によれば、反射面４１ａのカーブを楕円曲面とした反射鏡４１の二つの焦点のうち、反射面４１ａから遠い側の焦点Ｆ１に被試験機を置き、近い側の焦点Ｆ２に、複数の微小ループアンテナ４３ｉｊをマトリクス状に配列させたアンテナ回路４２を固定することにより、被試験機における焦点Ｆ１を中心とした測定対象領域中の微小領域から輻射されるノイズを、各微小領域に対応する微小ループアンテナ４３ｉｊがそれぞれ受信するとした。そのため、アンテナ装置４０または被試験機を移動させることなく、各切替スイッチを切替えて全微小ループアンテナ４３ｉｊを一通り選択するだけで、一つの測定対象領域について、微小ループアンテナ４３ｉｊという極めて微小な面積とほぼ同等の微小領域毎にノイズ検出を行うことができ、ノイズ検出の作業効率が上がり、かつ、ノイズ源の特定も被試験機を構成する極めて小さな部品単位あるいは部品の一部箇所まで落とし込んで正確に行うことができる。

また、反射鏡４１は、被試験機から輻射されたノイズを各微小ループアンテナ４３ｉｊに収束させるため、微小ループアンテナ４３ｉｊが受信する際にはノイズは十分に増幅された状態となっている。そのため、被試験機からある程度離れた位置のアンテナ回路４２によってもノイズを十分に拾い、検出することができる。

本発明の一実施形態にかかる電磁妨害波測定装置の概略構成図。 アンテナ回路の詳細な構造を示した図。 シンクロスコープの表示部に表示したノイズ成分の波形を示した図。 ノイズの電界強度分布の一例を示した図。 変形例にかかる電磁妨害波測定装置の概略構成図。 変形例にかかるアンテナ回路の詳細な構造を示した図。

符号の説明

１０…電磁妨害波測定装置
２０…プラズマテレビジョン
２１…測定対象領域
４０…アンテナ装置
４１…反射鏡
４１ａ…反射面
４２，４５…アンテナ回路
４３ｉｊ，４６…微小ループアンテナ
４４ａ…Ｘ方向切替スイッチ
４４ｂ…Ｙ方向切替スイッチ
４７ａ…Ｘ方向移動装置
４７ｂ…Ｙ方向移動装置
７０…コンピュータ
７１，９１…表示部
８０…ＢＰＦ
９０…シンクロスコープ
１００…スペクトルアナライザ

Claims (9)

1. 被試験機から輻射されるノイズ信号を捕らえるアンテナをマトリクス状に複数配列して構成したノイズ信号取得手段と、対象とするアンテナを所定の順序にて切替えて各アンテナからそのアンテナが捕らえたノイズ信号を出力させるアンテナ位置切替手段と、当該出力されたノイズ信号に基づいて被試験機におけるノイズ信号の発生状況を所定の表示部に表示するノイズ解析表示手段とからなる電磁妨害波測定装置において、
   上記ノイズ信号取得手段は、被試験機から輻射されたノイズ信号を反射する反射面のカーブが楕円曲面を描く反射鏡であって、被試験機のうち上記楕円曲面の二つの焦点のうち反射面から遠い側の焦点位置に存在するノイズ測定対象領域から輻射されるノイズ信号を反射する上記反射鏡と、上記二つの焦点のうち反射面に近い側の焦点位置に設置されたアンテナ回路であって、上記反射によって収束したノイズ信号をそれぞれの位置において受信する微小ループアンテナをマトリクス状に複数配列した上記アンテナ回路とからなり、
   上記ノイズ解析表示手段は、少なくとも、各微小ループアンテナによって捕らえたノイズ信号からそれぞれに特定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタと、当該バンドパスフィルタから抽出された周波数成分に基づいて上記ノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号の上記特定の周波数における電界強度分布を表示する画像データを生成するとともに当該画像データに基づく表示を行うコンピュータとからなり、さらにコンピュータは、電界強度分布を表示する際に、上記画像データに対してエッジ強調処理を行いエッジが強調された後の電界強度分布を表示することを特徴とする電磁妨害波測定装置。
2. 被試験機から輻射されるノイズ信号を捕らえるアンテナを直交する２軸によって決定される各位置に存在させることにより構成したノイズ信号取得手段と、アンテナの位置を所定の順序にて切替えてアンテナが捕らえたノイズ信号を出力させるアンテナ位置切替手段と、当該出力されたノイズ信号に基づいて被試験機におけるノイズ信号の発生状況を所定の表示部に表示するノイズ解析表示手段とからなる電磁妨害波測定装置において、
   上記ノイズ信号取得手段は、
   被試験機から輻射されたノイズ信号を反射する反射面のカーブが楕円曲面を描く反射鏡であって、被試験機のうち上記楕円曲面の二つの焦点のうち反射面から遠い側の焦点位置に存在するノイズ測定対象領域から輻射されるノイズ信号を反射する上記反射鏡と、
   上記二つの焦点のうち反射面に近い側の焦点位置に設置されたアンテナ回路であって、上記反射によって収束したノイズ信号を上記２軸によって決定される各位置において受信する微小アンテナを備えた上記アンテナ回路とからなることを特徴とする電磁妨害波測定装置。
3. 上記アンテナ回路は、上記反射によって収束したノイズ信号をそれぞれの位置において受信する微小アンテナをマトリクス状に複数配列することにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の電磁妨害波測定装置。
4. 上記アンテナ回路は、上記アンテナ位置切替手段による制御に基づいて、上記２軸によって決定される各位置のうちいずれかの位置に移動可能な一つの微小アンテナを備えることを特徴とする請求項２に記載の電磁妨害波測定装置。
5. 上記微小アンテナは、微小ループアンテナであることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置。
6. 上記微小アンテナは、ヘリカルアンテナであることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置。
7. 上記ノイズ解析表示手段は、各位置における微小アンテナによって捕らえたノイズ信号から特定の周波数成分をそれぞれ抽出するとともに、この抽出した周波数成分に基づいて上記ノイズ測定対象領域から輻射されているノイズ信号の上記特定の周波数における電界強度分布を表示することを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置。
8. 上記ノイズ解析表示手段は、上記電界強度分布を表示する際に、同分布を表す画像データに対してエッジ強調処理を行い、エッジが強調された電界強度分布を表示することを特徴とする請求項７に記載の電磁妨害波測定装置。
9. 上記ノイズ解析表示手段は、上記電界強度分布を取得する処理を複数回実行するとともに、取得した異なる電界強度分布を比較し、当該比較結果を表示することを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載の電磁妨害波測定装置。

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