JP2007139472A - 電磁放射測定装置、電磁放射測定方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】不要電磁波を正確に測定することのできる電磁放射測定装置を提供する。
【解決手段】受信方向性の異なるＭ個のアンテナ要素４４−１〜Ｍを有するＮ個のアンテナ群４１−１〜Ｎと、Ｍ個の受信部４３−１〜Ｍと、それぞれがＮ個の入力端子および１つの出力端子を有するＭ個の切り替えスイッチ４２−１〜Ｍとを備えており、Ｎ個のアンテナ群４１−１〜Ｎ同士で互いに対応するＮ個のアンテナ要素４４−１〜Ｍは、受信方向性において同じである。そして、制御部４７は、１つのアンテナ群（４１−１〜Ｎのいずれか）が有するＭ個のアンテナ要素４４−１〜Ｍが、それぞれの対応するＭ個の受信部４３−１〜Ｍに同じタイミングに接続されるように、Ｍ個の切り替えスイッチ４２−１〜Ｍの接続を切り替える。
【選択図】図４

Description

本発明は、回路装置からの電磁放射を測定するために用いられる電磁放射測定装置および電磁放射測定方法等に関するものである。

近年、各種の電子機器から発生する不要輻射による妨害を最小限に抑えるために、多くの国で規制が設けられており、例えば海外では、ＦＣＣ（アメリカ連邦通信委員会）、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）、ＶＤＥ（ドイツ電気技術者協会）等の規格が設けられている。我国でも、ＶＣＣＩ（情報処理装置等電波障害自主既成協議会）の自主既成規格が決められ、電子機器製造メーカにおいて、各種の電子機器から発生する不要輻射を抑える対策を行なうようになってきている。これらの不要輻射の規制は、一般に、３０ＭＨｚから１ＧＨｚの広範囲にわたって周波数別に制定されている。また、その測定方法は、不要輻射の発生源である電子機器から所定の距離を隔てた位置での電界強度を測定するもので、測定環境や測定器は特殊なものになるため、一般に費用がかさむものとなる。また、その測定技術はかなりの専門技術を必要とする。

以上のような電子機器の不要輻射測定と対策を行なうための時間とコストを削減するために、最近では、電子機器のプリント基板回路および同様な回路装置から放射される近傍電磁電界強度を測定する電磁放射測定装置が用いられている。

従来のこのような電磁放射測定装置としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られており、被測定物から放射される不要電磁波の各周波数における電界レベル及び放射位置を測定するように構成されている。

図７は、従来技術における電磁放射測定装置の構成を示すブロック図である。

まず、この従来の電磁放射測定装置１０８において、不要電磁波を複数のアンテナ１５０−１〜１５０−ｎを用いて電磁放射測定する場合について説明する。

被測定物１１０から不要電磁波が放射されているとする。

複数のアンテナ１５０−１〜１５０−ｎにて、被測定物１１０の各部から放射されている不要電磁波を受信する。例えば、被測定物１１０のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の各部のそれぞれから放射されているノイズＡ、ノイズＢ、ノイズＣの電磁波が、アンテナ１５０−１、アンテナ１５０−２、アンテナ１５０−３のそれぞれで受信される。

各アンテナ１５０−１〜１５０−ｎがスイッチ１０２に接続されており、制御部１０７がスイッチ１０２を順番に切り替え制御し、複数のアンテナ１５０−１〜１５０−ｎで受信した各受信信号を順に受信機１０３に入力させていく。

受信機１０３は、アンテナ１５０−１〜１５０−ｎで受信された各受信信号を増幅し検波を行ない検波信号を出力する。データ処理部１０５では、受信機１０３からの出力信号を不要電磁波の周波数毎に分類するようにデータ処理を行ない表示部１０６に出力する。

そして、表示部１０６では、不要電磁波の周波数毎の電界レベル等を表示する。

複数のアンテナ１５０−１〜１５０−ｎとは、電波を受信するものである。

受信機１０３とは、不要電磁波を増幅する受信部であり、例えば広帯域受信回路等が利用できる。

データ処理部１０５とは、受信機１０３にて増幅し検波した受信データをデータ解析及び保管するものであり、例えば、制御ＩＣ等が利用できる。

表示部１０６とは、測定した電磁放射測定結果を表示、又は印字、又はデータ出力するものであり、例えば、パソコン画面やプリンター等が利用できる。

被測定物１１０とは、電磁放射測定対象物であり、例えば、携帯端末、電気機器、プリント基板等がある。
特開昭６２−２３７３６３号公報

しかしながら、従来の電磁放射測定装置においては、測定精度が低いという問題があった。

例えば、被測定物が携帯電話等の３次元的で高い周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）を有する電磁波発生源を含んでいる場合、放射される電磁波も３次元的である。このような電磁波を従来の電磁放射測定装置で測定するためには、複数のアンテナを、平面的にだけではなく、３次元的に２列、３列と複数列設けて測定しなければならない。

複数のアンテナをこのように配置したとしても、多数のアンテナが必要となるだけではなく、アンテナが設置された３次元的な位置の違いにより測定データに誤差が生じるために、３次元的な電磁界分布を高精度で検出することもできない。

本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、電磁放射測定を従来に比べて高精度に行える、電磁放射測定装置および電磁放射測定方法等を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
受信方向性の異なるＭ個（Ｍは２以上）のアンテナ要素を有する、Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群と、
Ｍ個の受信部と、
それぞれがＮ個の入力端子および１つの出力端子を有する、Ｍ個の切り替えスイッチと、
前記切り替えスイッチの前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える制御部と、
前記Ｍ個の受信部に接続され、前記Ｍ個の受信部のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する解析保管部とを備え、
前記Ｎ個のアンテナ群同士で互いに対応するＮ個の前記アンテナ要素は、受信方向性において同じであり、
前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第１の前記アンテナ要素は、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうち第１の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第２の前記アンテナ要素は、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうち第２の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
Ｍが３以上の場合は、前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第３〜第Ｍ番目の前記アンテナ要素が、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうちそれぞれ第３〜第Ｍ番目の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
前記Ｍ個の切り替えスイッチの前記出力端子のそれぞれは、前記Ｍ個の受信部のそれぞれに接続されている、電磁放射測定装置である。

また、第２の本発明は、
前記制御部は、１つの前記アンテナ群が有する前記Ｍ個のアンテナ要素が、それぞれの対応する前記Ｍ個の受信部に、実質上同じタイミングに接続されるように前記Ｍ個の切り替えスイッチの接続を切り替える、第１の本発明の電磁放射測定装置である。

また、第３の本発明は、
前記Ｍは３であり、
それぞれの前記アンテナ群が有する３つの前記アンテナ要素が受信する電磁波の主方向は、それぞれが互いに９０度異なる方向である、第１の本発明の電磁放射測定装置である。

また、第４の本発明は、
それぞれの前記アンテナ群が有する前記３つのアンテナ要素は、いずれもループアンテナである、第３の本発明の電磁放射測定装置である。

また、第５の本発明は、
前記解析保管部は、前記アンテナ群ごとに、そのアンテナ群が有する前記３つのアンテナ要素で受信された各受信データから、前記そのアンテナ群が受信している電磁波の発信元の方向を算出する、第３の本発明の電磁放射測定装置である。

また、第６の本発明は、
受信方向性の異なるＭ個（Ｍは２以上）のアンテナ要素を有する、Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群であり、前記Ｎ個のアンテナ群同士で互いに対応するＮ個の前記アンテナ要素が受信方向性において同じである、前記Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群が配置された電磁放射測定装置の電磁放射測定方法であって、
１つのアンテナ群が有する前記Ｍ個のアンテナ要素のそれぞれに実質上同時に電磁波を受信させ、前記アンテナ群単位でまとめてその場所の電磁波を測定する、電磁放射測定方法である。

また、第７の本発明は、
第１の本発明の電磁放射測定装置の、前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える前記制御部、および／または、前記Ｍ個の受信機のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する前記解析保管部、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第８の本発明は、
第７の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明により、電磁放射測定を従来に比べて高精度に行える、電磁放射測定装置および電磁放射測定方法等を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１の電磁放射測定装置のブロック図を示す。

本実施の形態１の電磁放射測定装置１８は、被測定物１０から放射される不要電磁波を受信するｎ個（ｎは３以上）のアンテナ群１１−１〜１１−ｎを備えている。アンテナ群１１−１〜１１−ｎは、いずれも同じ構成をしており、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分毎に不要電磁波を受信するように、受信方向性が異なるように配置された３つのループアンテナを有している。

そして、アンテナ群１１−１〜１１−ｎで受信した不要電磁波を磁界成分毎（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分毎）に増幅し検波する３個の受信機１３−１〜１３−３と、受信機１３−１〜１３−３からの出力信号を不要電磁波の周波数毎に分類するようにデータ解析及び保管する解析保管部１５を備えている。また、解析保管部１５に格納された不要電磁波の測定結果を、周波数毎の電界レベル等に表示する表示部１６を備えている。

また、ｎ個の入力端子と１個の出力端子を有し、ｎ個のうちのいずれかの入力端子が切り替えられて出力端子に接続される３個のスイッチ１２−１〜１２−３を備えている。スイッチ１２−１のｎ個の入力端子には、アンテナ群１１−１〜１１−ｎのそれぞれのＸ軸成分受信用のループアンテナが接続され、スイッチ１２−２のｎ個の入力端子には、アン
テナ群１１−１〜１１−ｎのそれぞれのＹ軸成分受信用のループアンテナが接続され、スイッチ１２−３のｎ個の入力端子には、アンテナ群１１−１〜１１−ｎのそれぞれのＺ軸成分受信用のループアンテナが接続されている。そして、スイッチ１２−１〜１２−３の出力端子には、それぞれ、受信機１３−１〜１３−３が接続されている。

そして、スイッチ１２−１〜１２−３のそれぞれの、ｎ個の入力端子と出力端子との接続を切り替え制御する制御部１７を備えている。

各アンテナ群１１−１〜１１−ｎが有しているループアンテナとは、電波を受信するものである。

受信機１３−１〜１３−３とは、不要電磁波を増幅する受信部であり、例えば広帯域受信回路等が利用できる。

スイッチ１２−１〜１２−３とは、複数の出力端子の任意の１端子を選択できるようなものであり、例えば高周波スイッチが利用できる。

解析保管部１５とは、受信機１３−１〜１３−３にて増幅し検波した受信データをデータ解析及び保管するものであり、例えば、制御ＩＣ等が利用できる。

表示部１６とは、測定した電磁放射測定結果を表示、又は印字、又はデータ出力するものであり、例えば、パソコン画面やプリンター等が利用できる。

被測定物１０とは、電磁放射測定対象物であり、例えば、携帯端末、電気機器、プリント基板等がある。

なお、各アンテナ群１１−１〜１１−ｎがそれぞれ有している３つのループアンテナが、本発明のＭ個のアンテナ要素の一例にあたる。また、受信機１３−１〜１３−３が、本発明のＭ個の受信部の一例にあたる。また、スイッチ１２−１〜１２−３が、本発明のＭ個の切り替えスイッチの一例にあたる。

以上のように構成された本実施の形態１の電磁放射測定装置について、図１を用いてその動作を説明する。

まず、被測定物１０から不要電磁波が放射しているとし、例えば、被測定物１０のＡ点からノイズＡ、Ｂ点からノイズＢ、Ｃ点からノイズＣがそれぞれ放射されているとする。

アンテナ群１１−１は、Ａ点からのノイズＡの各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を、３つのループアンテナで同時に受信する。同じく、アンテナ群１１−２は、Ｂ点からのノイズＢの各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を、３つのループアンテナで同時に受信する。同じく、アンテナ群１１−ｎは、Ｃ点からのノイズＣの各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を、３つのループアンテナで同時に受信する。

次に、ある時間Ｔ１において、制御部１７は、アンテナ群１１−１のＸ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−１へ出力されるように、スイッチ１２−１を切り替える。同じく、時間Ｔ１において、制御部１７は、アンテナ群１１−１のＹ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−２へ出力されるように、スイッチ１２−２を切り替える。同じく、時間Ｔ１において、制御部１７は、アンテナ群１１−１のＺ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−３へ出力されるように、スイッチ１２−３を切り替える。

また、時間Ｔ１において制御部１７は、解析保管部１５に、受信中の受信データがアンテナ群１１−１で受信されたデータであることを通知する。

よって、時間Ｔ１にアンテナ群１１−１の３つのループアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分受信用）によって受信された不要電磁波の各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）は、それぞれ受信機１３−１〜１３−３にて増幅し検波され、解析保管部１５へ出力される。

解析保管部１５では、受信機１３−１〜１３−３からの出力信号を、不要電磁波の周波数毎に分類するようにデータ解析及び保管を行ない、表示部１６へ出力する。

そして、表示部１６では、解析保管部１５でデータ解析及び保管された電磁放射測定結果を、周波数毎の電界レベル等で表示する。

同様に、別のある時間Ｔ２において、制御部１７は、アンテナ群１１−２のＸ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−１へ出力されるように、スイッチ１２−１を切り替える。同じく、時間Ｔ２において、制御部１７は、アンテナ群１１−２のＹ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−２へ出力されるように、スイッチ１２−２を切り替える。同じく、時間Ｔ２において、制御部１７は、アンテナ群１１−２のＺ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−３へ出力されるように、スイッチ１２−３を切り替える。

また、時間Ｔ２において制御部１７は、解析保管部１５に、受信中の受信データがアンテナ群１１−２で受信されたデータであることを通知する。

よって、時間Ｔ２にアンテナ群１１−２の３つのループアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分受信用）によって受信された不要電磁波の各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）は、それぞれ受信機１３−１〜１３−３にて増幅し検波され、解析保管部１５へ出力される。これ以降の動作はアンテナ群１１−１受信時の動作と同様であるので省略する。

同様に、別のある時間Ｔ３において、制御部１７は、アンテナ群１１−３のＸ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−１へ出力されるように、スイッチ１２−１を切り替える。同じく、時間Ｔ３において、制御部１７は、アンテナ群１１−３のＹ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−２へ出力されるように、スイッチ１２−２を切り替える。同じく、時間Ｔ３において、制御部１７は、アンテナ群１１−３のＺ軸成分受信用のループアンテナが接続されている入力端子を選択し、その受信データが受信機１３−３へ出力されるように、スイッチ１２−３を切り替える。

また、時間Ｔ３において制御部１７は、解析保管部１５に、受信中の受信データがアンテナ群１１−３で受信されたデータであることを通知する。

よって、時間Ｔ３にアンテナ群１１−３の３つのループアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分受信用）によって受信された不要電磁波の各磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）は、それぞれ受信機１３−１〜１３−３にて増幅し検波され、解析保管部１５へ出力される。これ以降の動作はアンテナ群１１−１受信時の動作と同様であるので省略する。

以降、同様に、アンテナ群１１−ｎまで、アンテナ群毎に順次、異なる時間に不要電磁波が測定されていく。

一般的に、不要電磁波（電磁波）の磁界成分は３方向（Ｘ軸成分、Ｙ軸成分、Ｚ軸成分）に分類できる。そして、それらの各方向の磁界成分を測定、解析することで、被測定物から発せられるノイズのノイズ源の位置、強度、ノイズ分布を推定することができる。

解析保管部１５は、各アンテナ群１１−１〜１１−ｎから取得した方向別の磁界成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分）を自乗和平均することによって、その測定されたアンテナ群１１−１〜１１−ｎの位置における磁界レベルを算出し保管する。

また、解析保管部１５は、各アンテナ群１１−１〜１１−ｎから取得した方向別の磁界成分から、その測定された位置に対する、受信した電磁波の発信元の方向を算出する。表示部１６は、その算出された電磁波の発信元の方向と交差する被測定物の箇所を電磁波の発信元と推定し、画面上に表示する。

次に、図２および図３を用いて、各アンテナ群１１−１〜１１−ｎが有している３つのループアンテナの位置関係について説明する。

図２は、被測定物１０に対して配置される、１つのアンテナ群が有する３つのループアンテナの配置を説明するための斜視図である。なお、３つのループアンテナは、伝送線路に接続され固定部材によって固定されるが、説明を簡単にするために伝送線路や固定部材等の記載は省略している。また図２は、３つのループアンテナの位置を説明するために模式的に示したものであり、被測定物１０との大きさの関係は実際とは異なり、実際には、このような３つのループアンテナを有するアンテナ群が、被測定物１０上に、平面的に複数配置される。

図３（ａ）〜（ｃ）は、各アンテナ群が有する３つのループアンテナの配置の一例を説明するための第三角図法で３方向から示した模式図である。図３（ａ）は−Ｙ軸方向から見た図、図３（ｂ）は＋Ｚ軸方向から見た図、図３（ｃ）は−Ｘ軸方向から見た図をそれぞれ示している。

なお、図２および図３に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸は、３つのループアンテナの相対的な位置を説明するために用いる座標軸であり、図１で説明した各アンテナ群が有するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分受信用のループアンテナの座標軸とは異なるものである。

各アンテナ群が有している３つのループアンテナ１９ａ〜１９ｃは、ループ円内の平面（以下、ループ平面と記載する）と垂直な磁界に対して最大の受信強度を示し、ループ平面と平行な磁界に対して受信強度が０となる。

図２および図３（ｂ）において、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ平面は、共に図示Ｚ軸に対して平行に配置される。ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ平面は、互いに９０°の角度を形成し、図示Ｘ軸に対してそれぞれ４５°の角度を形成する。そして、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ中心の距離は、所定ピッチｐ（例えば５ｍｍ）であり、それぞれの磁界検出空間に他のループアンテナが干渉しないように配置される（図３（ａ）参照）。つまり、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂは、図示＋Ｚ軸方向に見た場合、ほぼ「ハ」の字形状を形成する。

ループアンテナ１９ｃのループ平面は、ＸＹ平面に対して平行に配置される。つまり、ループアンテナ１９ｃのループ平面は、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ平面に対して垂直に配置される。そして、ループアンテナ１９ｃのループ中心は、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ中心を結ぶ線分の中点を通る垂線上に配置され、その線分との距離は、ピッチｐであり、ループアンテナ１９ｃの磁界検出空間に他のループアンテナ１９ａおよび１９ｂが干渉しないように配置される（図３（ｃ）参照）。

したがって、ループアンテナ１９ａ〜１９ｃのループ平面は、互いに垂直に配置されるため、３次元の磁界を検出することができる。具体的には、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂによって、ＸＹ平面と平行な磁界成分を検出し、ループアンテナ１９ｃによって、Ｚ軸方向の磁界成分を検出する。さらに、ループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ平面を互いに９０°の角度を形成して、ループアンテナ１９ｃのループ平面をループアンテナ１９ａおよび１９ｂのループ平面に対して垂直に形成して、それぞれの磁界検出空間に他のループアンテナが干渉しないように配置することによって、隣接するループアンテナ１９ａ〜１９ｃ同士の結合を最小限に抑えている。

次に、図１に示す本実施の形態１の電磁放射測定装置と、本発明の電磁放射測定装置の対応について説明する。

図４は、本発明の電磁放射測定装置のブロック図を示している。

本発明の電磁放射測定装置４８は、電磁波を受信するＮ個（Ｎは２以上）のアンテナ群４１−１〜４１−Ｎを備えている。そして、アンテナ群４１−１〜４１−Ｎは、いずれも同じ構成をしており、それぞれ、Ｍ個（Ｍは２以上）のアンテナ要素４４−１〜４４−Ｍを有している。Ｍ個のアンテナ要素４４−１〜４４−Ｍとは、指向性を有し、それぞれが異なる主方向からの電磁波を受信するものである。

そして、Ｍ個のアンテナ要素４４−１〜４４−Ｍ毎に、Ｍ個のアンテナ要素４４−１〜４４−Ｍで受信した電磁波を、増幅し検波するＭ個の受信部４３−１〜４３−Ｍを備えている。すなわち、各アンテナ群４１−１〜４１−Ｎが有しているアンテナ要素４４−１は、受信部４３−１で増幅および検波され、各アンテナ群４１−１〜４１−Ｎが有しているアンテナ要素４４−２は、受信部４３−２で増幅および検波され、各アンテナ群４１−１〜４１−Ｎが有しているアンテナ要素４４−Ｍは、受信部４３−Ｍで増幅および検波される。

そして、受信部４３−１〜４３−Ｍからの出力信号を電磁波の周波数毎に分類するようにデータ解析及び保管する解析保管部１５を備えている。

また、Ｎ個の入力端子と１個の出力端子を有し、Ｎ個のうちのいずれかの入力端子と出力端子とが切り替えて接続される、Ｍ個の切り替えスイッチ４２−１〜４２−Ｍを備えている。

切り替えスイッチ４２−１〜４２−ＭのそれぞれのＮ個の入力端子には、アンテナ群４１−１〜４１−Ｎのそれぞれの対応するアンテナ要素が接続される。すなわち、切り替えスイッチ４２−１のＮ個の入力端子には、アンテナ群４１−１〜４１−Ｎのそれぞれのアンテナ要素４４−１が接続され、切り替えスイッチ４２−２のＮ個の入力端子には、アンテナ群４１−１〜４１−Ｎのそれぞれのアンテナ要素４４−２が接続され、切り替えスイッチ４２−ＭのＮ個の入力端子には、アンテナ群４１−１〜４１−Ｎのそれぞれのアンテナ要素４４−Ｍが接続されている。そして、切り替えスイッチ４２−１〜４２−Ｍの出力端子には、それぞれ、対応する受信部４３−１〜４３−Ｍが接続されている。

そして、切り替えスイッチ４２−１〜４２−Ｍのそれぞれの、Ｎ個の入力端子と出力端子との接続を切り替える制御部４７を備えている。

図１に示すｎ個のアンテナ群１１−１〜１１−ｎが、図４に示す本発明のＮ個のアンテナ群４１−１〜４１−Ｎに相当する。また、図１に示す３個のスイッチ１２−１〜１２−３が、図４に示す本発明のＭ個の切り替えスイッチ４２−１〜４２−Ｍに相当する。また、図１に示す３個の受信機１３−１〜１３−３が、図４に示す本発明のＭ個の受信部４３−１〜４３−Ｍに相当する。また、図１に示す解析保管部１５および制御部１７が、それぞれ、図４に示す本発明の解析保管部４５および制御部４７に相当する。

次に、本実施の形態１の電磁放射測定装置１８の受信機１３−１、受信機１３−２および受信機１３−３の内部構成について詳細に説明する。

図５は、本実施の形態１の電磁放射測定装置１８の、受信機１３−１の内部構成が詳細なブロック図を示している。

受信機１３−１は、スイッチ１２−１にて切換え選択された不要電磁波信号を増幅するＲＦアンプ２０と、ＲＦアンプ２０で発生する高調波周波数等の希望波以外を抑圧するＲＦフィルタ２１と、不要電磁波を周波数変換するための第１のミキサ２２と、第１のミキサ２２にて周波数変換するために局部発振器として用いる第１のローカル発振部２３と、第１のミキサ２２出力から希望周波数のみを取り出すための第１のＩＦフィルタ２４と、第１のＩＦフィルタ２４の出力レベルを増幅するための第１のＩＦアンプ２５と、第１のＩＦアンプ２５出力を周波数変換するための第２のミキサ２６と、第２のミキサ２６にて周波数変換するために局部発振器として用いる第２のローカル発振部２７と、第２のミキサ２６出力から希望周波数のみを取り出すための第２のＩＦフィルタ２８と、第２のＩＦフィルタ２８の出力レベルを増幅するための第２のＩＦアンプ２９と、第２のＩＦアンプ出力を周波数変換するための第３のミキサ３０と、第３のミキサ３０にて周波数変換するために局部発振器として用いる第３のローカル発振部３１と、第３のミキサ３０出力から希望周波数のみを取り出すための第３のＩＦフィルタ３２と、第３のＩＦフィルタ３２の出力レベルを増幅するための第３のＩＦアンプ３３と、第３のＩＦアンプ３３出力をＤＣ検波電圧に変換するための検波部３４と、検波部３４出力であるＤＣ検波電圧をディジタル値に変換するためのＡＤ変換部３５とで構成されている。

以上のような、受信機１３−１の内部構成により、アンテナ群１１−１〜１１−ｎが有するＸ軸成分受信用ループアンテナで受信した不要電磁波を増幅し検波し、解析保管部１５に出力することができる。

なお、第１のミキサ２２及び第２のミキサ２６及び第３のミキサ３０のような周波数変換器において、各ミキサへの入力信号をｆＲＦ、各ローカルの出力信号をｆＬＯ、各ミキサの出力信号をｆＩＦとすると、そのミキサにて周波数変換する際には（１）式の変換式によって成り立っている。

ｆＩＦ＝ｆＲＦ±ｆＬＯ ・・・・・・（１）
これは、周波数変換器というのは２つの信号を合成して、和または差の信号を生成する特徴をもったものであり、また、上記（１）式からも分かるように、ｆＩＦ＝ｆＲＦ＋ｆＬＯと、ｆＩＦ＝ｆＲＦ−ｆＬＯに場合分けできるが、その後のフィルタ等の回路で希望波のみ、すなわちいずれか一方の周波数信号を取り出すようにしている。

さらに、第１のミキサ２２の場合は、他の第２のミキサ２６及び第３のミキサ３０とは異なり、第１のミキサ２２への入力信号（ｆＲＦ）がどのような周波数であっても、第１のミキサ２２の出力信号（ｆＩＦ）は常に同一周波数にする機能を備えている。すなわち周波数変換後の周波数を常に同一周波数にする。その機能を実現する為に、第１のローカル発振部２３（ｆＬＯ）は、出力周波数を変化させる機能を備えている。例えば、受信機１３−１の無線周波数のシステム構成として、第１のミキサ２２（ｆＩＦ）の出力周波数が２ＧＨｚということに決まっている場合、第１のミキサ２２への入力信号（ｆＲＦ）として１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、５００ＭＨｚが入力されていたとすれば、第１のローカル発振部２３（ｆＬＯ）の出力信号としては、それぞれ２.１ＧＨｚ、２.２ＧＨｚ、２.５ＧＨｚのローカル信号を順番に出力し、結果として第１のミキサ２２（ｆＩＦ）の出力周波数をそれぞれ２ＧＨｚに保つことができる。

また、第２のミキサ２６への入力周波数は同一周波数であるので第２のローカル発振部２７の出力周波数を変化させる必要はなく、第２のローカル発振部は周波数固定である。同じく第３のミキサ３０への入力周波数も同一周波数であるので第３のローカル発振部３１の出力周波数を変化させる必要はなく、第３のローカル発振部３１も周波数は固定である。

以上のような、受信機１３−１の内部構成により、アンテナ群１１−１〜１１−ｎのそれぞれのＸ軸成分受信用ループアンテナにて受信し、スイッチ１２−１から出力される不特定多数の不要電磁波を（１）式によって決められる一定の中間周波数（ＩＦ）信号に変換し出力している。

なお、受信機１３−２と受信機１３−３の内部構成も受信機１３−１と同様であるので、以下説明を省略する。

また、検波部３４についてさらに詳しく説明する。

図６は、検波部３４において、周波数信号電界レベルに対して出力される検波電圧の関係を示す特性図である。

検波部３４は、図６の様な特性をもっており、検波部３４に入力される周波数信号の電界レベルに応じた検波電圧を出力する。例えば、検波部３４に周波数信号の電界レベルが−６０ｄＢｍ入力されたとすると、検波電圧として３Ｖを出力するという特性をもっている。ＡＤ変換部３５では、その３ＶのようなＤＣ検波電圧値をディジタル値に変換し、解析保管部１５へ出力する。解析保管部１５では、不要電磁波の周波数信号の電界レベルに対応したディジタル値を周波数毎に分類するようにデータ処理を行ない、表示部１６に出力する。また、解析保管部１５は、図６に示す「周波数信号の電界レベルＶｓ検波電圧」特性を予め把握している。

このような本実施の形態１の電磁放射測定装置によれば、電磁放射分布測定用として磁界の各方向成分のアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分用）が一まとめになっており、一つの測定ポイントにおける不要電磁波の磁界の各成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分）の測定を、同時に行なうことができるので、電磁放射測定を高精度に行なうことができる。

また、本実施の形態１の電磁放射測定装置によれば、Ｘ、Ｙ、Ｚの３成分毎にスイッチを設けアンテナを切り替えることにより、全アンテナを１つのスイッチで切り替える場合に比べて、スイッチ切り替え時間が１／３ですむ。

また、同じ測定ポイントにおけるアンテナ群の各方向成分のアンテナの、各受信機への接続の切り替えタイミングを同じタイミングとすることにより、スイッチング動作期間をより短くすることができる。例えば、本実施の形態１の電磁放射測定装置において、アンテナ群１１−１の各方向成分のアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）がそれぞれ受信機１３−１〜１３−３に同じタイミングで接続されるように、また、アンテナ群１１−２の各方向成分のアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）がそれぞれ受信機１３−１〜１３−３に同じタイミングで接続されるように、また、アンテナ群１１−３の各方向成分のアンテナ（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）がそれぞれ受信機１３−１〜１３−３に同じタイミングで接続されるように、スイッチ１２−１〜１２−３を切り替えさせればよい。

このようにすることにより、従来の電磁放射装置に比べてアンテナの切り替え時のスイッチング期間が長くなることを防止できる。したがって、アンテナの切り替え時のスイッチング期間には不要電磁波が測定できないが、そのような不要電磁波を測定できないタイミングを増加させることもない。

なお、アンテナ群の数と切り替えスイッチの切換え数を増やすことで容易に測定ポイント数を増やすことができ、測定エリアの拡大が容易に行える。

なお、本実施の形態１では、各アンテナ群が有するアンテナ要素の方向を３方向としたが、２方向や４方向以上のアンテナ要素の組み合わせであってもよい。２方向のアンテナ要素であっても、１方向だけの場合よりも精度よく測定できる。本実施の形態１のように、互いに９０度異なる３方向とした場合が、高精度で最も効率的である。

また、本実施の形態１では、アンテナ要素としてループアンテナを用いたが、指向性を有し電磁波を受信できるものであれば、その他のアンテナ等であってもよい。

なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の電磁放射測定装置の、前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える前記制御部、および／または、前記Ｍ個の受信機のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する前記解析保管部、の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の電磁放射測定装置の、前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える前記制御部、および／または、前記Ｍ個の受信機のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する前記解析保管部、の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明にかかる電磁放射測定装置および電磁放射測定方法等は、スイッチング動作期間が短く、電磁放射測定を従来に比べて高精度に行えるので、回路装置からの電磁放射を測定するために用いられる電磁放射測定装置および電磁放射測定方法等に有用である。

本発明の実施の形態１における電磁放射測定装置のブロック図 本発明の実施の形態１における電磁放射測定装置の、１つのアンテナ群が有する３つのループアンテナの配置を説明するための斜視図 （ａ）本発明の実施の形態１における電磁放射測定装置の、３つのループアンテナの配置を説明するための−Ｙ軸方向から見た模式図、（ｂ）本発明の実施の形態１における電磁放射測定装置の、３つのループアンテナの配置を説明するための＋Ｚ軸方向から見た模式図、（ｃ）本発明の実施の形態１における電磁放射測定装置の、３つのループアンテナの配置を説明するための−Ｘ軸方向から見た模式図 本発明の電磁放射測定装置のブロック図 本発明の実施の形態１の電磁放射測定装置の、受信機の内部構成を詳細に示したブロック図 本発明の実施の形態１の電磁放射測定装置の検波部における、周波数信号の電界レベルＶｓ検波電圧の特性図 従来の電磁放射測定装置のブロック図

符号の説明

１１−１〜１１−ｎ アンテナ群
１２−１〜１２−３ スイッチ
１３−１〜１３−３ 受信機
１５ 解析保管部
１６ 表示部
１７ 制御部
１８ 電磁放射測定装置
１０ 被測定物
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ ループアンテナ
２０ ＲＦアンプ
２１ ＲＦフィルタ
２２ 第１のミキサ
２３ 第１のローカル発振部
２４ 第１のＩＦフィルタ
２５ 第１のＩＦアンプ
２６ 第２のミキサ
２７ 第２のローカル発振部
２８ 第２のＩＦフィルタ
２９ 第２のＩＦアンプ
３０ 第３のミキサ
３１ 第３のローカル発振部
３２ 第３のＩＦフィルタ
３３ 第３のＩＦアンプ
３４ 検波部
３５ ＡＤ変換部
４１−１〜４１−Ｎ アンテナ群
４２−１〜４２−Ｍ 切り替えスイッチ
４３−１〜４３−Ｍ 受信部
４４−１〜４４−Ｍ アンテナ要素
４５ 解析保管部
４７ 制御部
４８ 電磁放射測定装置
１０２ スイッチ
１０３ 受信機
１０５ データ処理部
１０６ 表示部
１０７ 制御部
１０８ 電磁放射測定装置
１１０ 被測定物
１５０−１〜１５０−ｎ アンテナ

Claims (8)

1. 受信方向性の異なるＭ個（Ｍは２以上）のアンテナ要素を有する、Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群と、
   Ｍ個の受信部と、
   それぞれがＮ個の入力端子および１つの出力端子を有する、Ｍ個の切り替えスイッチと、
   前記切り替えスイッチの前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える制御部と、
   前記Ｍ個の受信部に接続され、前記Ｍ個の受信部のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する解析保管部とを備え、
   前記Ｎ個のアンテナ群同士で互いに対応するＮ個の前記アンテナ要素は、受信方向性において同じであり、
   前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第１の前記アンテナ要素は、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうち第１の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
   前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第２の前記アンテナ要素は、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうち第２の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
   Ｍが３以上の場合は、前記Ｎ個のアンテナ群が有する各対応する第３〜第Ｍ番目の前記アンテナ要素が、前記Ｍ個の切り替えスイッチのうちそれぞれ第３〜第Ｍ番目の前記切り替えスイッチのＮ個の前記入力端子にそれぞれ接続され、
   前記Ｍ個の切り替えスイッチの前記出力端子のそれぞれは、前記Ｍ個の受信部のそれぞれに接続されている、電磁放射測定装置。
2. 前記制御部は、１つの前記アンテナ群が有する前記Ｍ個のアンテナ要素が、それぞれの対応する前記Ｍ個の受信部に、実質上同じタイミングに接続されるように前記Ｍ個の切り替えスイッチの接続を切り替える、請求項１に記載の電磁放射測定装置。
3. 前記Ｍは３であり、
   それぞれの前記アンテナ群が有する３つの前記アンテナ要素が受信する電磁波の主方向は、それぞれが互いに９０度異なる方向である、請求項１に記載の電磁放射測定装置。
4. それぞれの前記アンテナ群が有する前記３つのアンテナ要素は、いずれもループアンテナである、請求項３に記載の電磁放射測定装置。
5. 前記解析保管部は、前記アンテナ群ごとに、そのアンテナ群が有する前記３つのアンテナ要素で受信された各受信データから、前記そのアンテナ群が受信している電磁波の発信元の方向を算出する、請求項３に記載の電磁放射測定装置。
6. 受信方向性の異なるＭ個（Ｍは２以上）のアンテナ要素を有する、Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群であり、前記Ｎ個のアンテナ群同士で互いに対応するＮ個の前記アンテナ要素が受信方向性において同じである、前記Ｎ個（Ｎは２以上）のアンテナ群が配置された電磁放射測定装置の電磁放射測定方法であって、
   １つのアンテナ群が有する前記Ｍ個のアンテナ要素のそれぞれに実質上同時に電磁波を受信させ、前記アンテナ群単位でまとめてその場所の電磁波を測定する、電磁放射測定方法。
7. 請求項１に記載の電磁放射測定装置の、前記出力端子が前記Ｎ個の入力端子のいずれかに接続されるように接続を切り替える前記制御部、および／または、前記Ｍ個の受信機のそれぞれで検波された受信データを解析し保管する前記解析保管部、としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
   

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