JP2007225517A

JP2007225517A - 電磁シールド効果測定システム及び電磁シールド効果測定方法

Info

Publication number: JP2007225517A
Application number: JP2006048961A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Sao; 政春佐尾; Masao Masugi; 正男馬杉; Yoshiharu Akiyama; 佳春秋山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】効率の良い電磁シールド効果測定システムを提供する。
【解決手段】電磁シールド効果を算出するための基準となるリファレンス周波数スペクトルを距離情報に対応して記憶するリファレンス情報管理部１２３を備える。これにより、リファレンス周波数スペクトルを何度も測定することなく電磁シールド効果の評価を行うことができるので、作業効率を上げることができる。また、送信器１１と受信器１２を独立した別々の装置とする。これにより、電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がなくなるので、より精度の高い電磁シールド効果測定システムを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、効率的に電磁シールド効果を測定することができる電磁シールド効果測定システム及び電磁シールド効果測定方法に関する。

従来より電磁遮蔽物の電磁シールド効果測定を行う場合、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) Standard 299-1997 等の透過損失法やIEC/TS(International Electrotechnical Commission/Technical Specification) 61587-3 等の挿入損失法、自由空間の正規化サイト減衰量（ＮＳＡ：Normalize Site Attenuation）による方法が用いられている。

透過損失法や挿入損失法の電磁シールド効果評価方法は、信号送信アンテナと信号受信アンテナとの間に電磁遮蔽物がない状態でリファレンス測定を行い、そのときの周波数スペクトルをリファレンスとする。次に、信号送信アンテナと信号受信アンテナとの間に電磁遮蔽物がある状態の周波数スペクトルを測定し、リファレンスとの差分を算出することにより電磁シールド効果を評価する。

ＮＳＡによる方法は、透過損失法や挿入損失法で行ったリファレンス測定は行わない。信号送信器と信号受信器の機器校正を行った後、信号送信アンテナと信号受信アンテナとの間に電磁遮蔽物がある状態の周波数スペクトルを測定し、測定した実測値から理論計算による自由空間のＮＳＡを減算することにより電磁シールド効果を評価する。なお、リファレンス測定を行わない電磁シールド効果測定システムとして特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の電磁シールド効果測定システムは、伝搬損失やアンテナファクタなどを基準値データベースに格納しておき、それらの基準値を用いてリファレンスを計算するものである。
特開２００５−２９２０８８号公報

しかしながら、透過損失法や挿入損失法では、電磁遮蔽物の電磁シールド効果を評価する場合には、毎回リファレンスを測定する必要があり、作業効率が悪いといった問題がある。

また、従来の電磁シールド効果測定で使用する測定器は、信号送信部と信号受信部が１つの測定器で構成されており、測定器と信号送信アンテナ間、測定器と信号受信アンテナ間が同軸ケーブルで接続されている。このような従来の測定器を用いて測定する場合、電磁遮蔽物内に信号送信アンテナを入れなければならないので、電磁遮蔽物に接続点を設けてアンテナと測定器と接続する必要がある。この結果、電磁遮蔽物に不必要な接続点が増え、電磁遮蔽物の電磁シールド効果が減少してしまうという問題がある。リファレンス測定を行わないＮＳＡによる方法においても、測定器とアンテナを接続するために電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がある。

さらに、信号送信器と信号受信器が別々の測定器として構成されたものを使用する場合は、電磁遮蔽物内に信号送信器を設置することにより、電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がなくなるが、信号送信器と信号受信器との同期がとれていないことから、測定のタイミングが取りにくいという問題がある。信号送信器と信号受信器とを制御ケーブルで接続して同期をさせる場合は、電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、電磁遮蔽物の異なる箇所で電磁シールド効果を測定する場合に、毎回リファレンスを測定する必要をなくし、作業効率を上げることにある。また、測定する電磁遮蔽物に接続点を設けることを不要とし、より精度の高い電磁シールド効果測定をすることにある。

本発明の別の課題は、受信側において、測定タイミングを正確かつ容易に取れるようにすることにある。

本発明に係る電磁シールド効果評価システムは、電磁遮蔽物を挟んで対向して配置された送信装置と受信装置との間で電磁波を送受信することにより電磁遮蔽物の電磁シールド効果を測定する電磁シールド効果測定システムであって、送信装置は、複数の周波数成分を含んだ評価信号を生成する評価信号生成手段と、評価信号を電磁波として送出する出力手段と、を有し、受信装置は、電磁波を受信する受信手段と、受信した電磁波から評価信号を検出する信号検出手段と、評価信号から周波数情報を導出する周波数情報導出手段と、出力手段と受信手段との配置関係を示す配置情報に対応したリファレンス情報を記憶するリファレンス情報管理手段と、周波数情報とリファレンス情報管理手段から読み出したリファレンス情報との差分を抽出する抽出手段と、差分を解析することにより電磁遮蔽物の電磁シールド効果を評価するシールドレベル解析手段と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、出力手段と受信手段との配置情報に対応したリファレンス情報を記憶するリファレンス情報管理手段を備えることにより、電磁シールド効果を評価するための基準となるリファレンス情報を新たに測定することなく電磁シールド効果の評価が行うことができるので、作業効率を上げることが可能となる。また、送信装置と受信装置を独立した別々の装置としたことにより、電磁シールド効果を測定しようとする電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がなくなるので、より精度の高い電磁シールド効果測定システムを提供することができる。

上記電磁シールド効果評価システムにおいて、送信装置は、受信装置が評価信号を検出するタイミングを取るための同期信号を生成する同期信号生成手段と、評価信号に同期信号を合成する信号合成手段と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、評価信号を検出するタイミングを取るための同期信号を評価信号に付加して送信することにより、受信装置が測定タイミングを正確かつ容易に取ることが可能となる。

上記電磁シールド効果評価システムにおいて、受信装置が、異なる位置に複数個配置されていることを特徴とする。

本発明にあっては、受信装置を異なる位置に複数個配置することにより、送信装置から送信された評価信号に基づく電磁波を各受信装置において同時に受信することができるので、電磁遮蔽物の複数箇所における電磁シールド効果を同時に測定することができる。

本発明によれば、電磁遮蔽物の異なる箇所で電磁シールド効果を測定する場合に、距離や設置高などの配置情報に対応したリファレンス情報を一度記憶した後は、同じリファレンスを新たに測定する必要がないので、作業効率を上げることができる。なお、電磁遮蔽物の電磁シールド効果を測定する際に、配置情報に対応したリファレンス情報をすでに有しているならば、新たなリファレンス測定を不要とすることができる。また、測定する電磁遮蔽物に接続点を設けることを不要とし、より精度の高い電磁シールド効果測定をすることができる。

また、別の本発明によれば、受信側において、測定タイミングを正確かつ容易に取ることができる。

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。

図１は、本実施の形態における電磁シールド効果評価システムの構成を示す概略図である。同図に示す電磁シールド効果評価システム１は、送信器１１と受信器１２で構成される。送信器１１は、信号送信部１１１および信号出力センサ部１１２を備え、受信器１２は、信号受信センサ部１２１、信号受信部１２２、リファレンス情報管理部１２３およびシールドレベル解析部１２４を備えている。電磁遮蔽物の電磁シールド効果を測定する際には、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１との間に電磁遮蔽物を配置し、評価信号を電磁波として送受信することにより行われる。

信号送信部１１１は、電磁シールド効果測定対象の評価要求に応じて任意に設定した周波数帯域（範囲）の周波数成分を有する評価信号を生成し、生成された評価信号は電磁波として、信号出力センサ部１１２により空間に送出される。

信号受信センサ部１２１は、信号出力センサ部１１２より一定距離離れた位置に設置され、評価信号を検出して信号受信部１２２へ出力する。信号受信部１２２は、入力された評価信号に基づき周波数情報（周波数スペクトル）を導出する。

リファレンス情報管理部１２３は、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の距離や設置高などの配置情報に応じたリファレンス情報を記憶している。リファレンス情報は、電磁シールド効果を算出するための基準となる周波数スペクトル（リファレンス周波数スペクトル）であり、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１との間に電磁遮蔽物がない状態で測定されたものである。

シールドレベル解析部１２４は、信号受信部１２２において導出された周波数スペクトルとリファレンス情報管理部１２３に記憶してあるリファレンス周波数スペクトルとの差分を取って解析することにより、電磁シールド効果を評価する。差分は、所定の周波数帯域毎に測定され、その周波数帯域の電磁波の遮断効果が、例えば、何デシベル（ｄＢ）であるのかなどと算出される。電磁シールド効果の評価は、周波数帯域毎に算出された電磁波の遮断効果に基づき行われ、所定の周波数帯域での電磁波の遮断効果が大きければ、その周波数帯域における電磁シールド効果が高いとされる。なお、信号受信部１２２ではなくシールドレベル解析部１２４において、受信した評価信号から周波数スペクトルを導出してもよい。

続いて、送信器１１の詳細について図を用いて説明する。図２は、送信器１１の構成を示すブロック図である。

送信器１１は、評価信号生成部１１１ａと同期信号生成部１１１ｂと信号合成部１１１ｃおよび出力アンプ部１１１ｄを含む信号送信部１１１、信号出力センサ部１１２を有する。

評価信号生成部１１１ａは、電磁シールド効果測定対象の評価要求に応じて任意に設定した周波数帯域の周波数成分を有する評価信号を生成し信号合成部１１１ｃへ出力する。同期信号生成部１１１ｂは、受信器１２において評価信号を検出するタイミングを取るための同期信号を生成し、信号合成部１１１ｃへ出力する。信号合成部１１１ｃは、評価信号と同期信号を合成し、合成信号を出力アンプ部１１１ｄへ出力する。出力アンプ部１１１ｄは、合成信号の出力レベルを調整し、信号出力センサ部１１２へ出力する。信号出力センサ部１１２は、入力された合成信号を電磁波として空間に送出する。

図３は、送信器１１から送出する信号を示した図である。送信器１１から送出する信号は、図３（ａ）に示すようなアナログ信号でもよいし、図３（ｂ）に示すようなデジタル信号でもよい。

送信器１１から送出される信号Ｓａは、評価信号生成部１１１ａで生成された任意に設定した周波数帯域の複数の周波数成分Ｓａｐ１、Ｓａｐ２、Ｓａｐ３、・・・、Ｓａｐｎを有する評価信号Ｓａｐと、同期信号生成部１１１ｂで生成された同期信号Ｓａｔとを信号合成部１１１ｃにおいて合成したものである。なお、評価信号は測定対象の評価要求に応じて生成されるものであり、図３に示す評価信号Ｓａｐのように低い周波数成分Ｓａｐ１から高い周波数成分Ｓａｐｎへ順番に並べるものに限定されず、さまざまな順序であっても良く、波形も正弦波に限るものではない。

受信器１２は、同期信号Ｓａｔを検出後、それに続く評価信号Ｓａｐを受信して、評価信号Ｓａｐの解析を行う。このように、評価信号Ｓａｐの前に同期信号Ｓａｔを付加することにより、受信器１２は、測定タイミングを正確かつ容易に取ることが可能となり、効率的に電磁シールド効果を測定することができる。

次に、受信器１２の詳細について図を用いて説明する。図４は、受信器１２の構成を示すブロック図である。

受信器１２は、信号受信センサ部１２１、受信調整部１２２ａと合成信号受信部１２２ｂを含む信号受信部１２２、リファレンス情報管理部１２３、シールドレベル解析部１２４、解析データ管理部１２５および解析データ表示部１２６を有する。

送信器１１から送出された評価信号を含む合成信号を信号受信センサ部１２１において検出し、信号受信部１２２へ出力する。

信号受信部１２２へ入力された信号は、受信調整部１２２ａにおいて、検出した信号を処理しやすいように調整し、合成信号受信部１２２ｂにおいて、同期信号を検出し、それに続く評価信号から周波数スペクトルを導出して、シールドレベル解析部１２４に出力する。

シールドレベル解析部１２４は、リファレンス情報管理部１２３から信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の距離、設置高に応じたリファレンス周波数スペクトルを得て、入力された周波数スペクトルとの差分を取り、差分の大きさを測定することにより解析する。そして、解析したデータを解析データ管理部１２５へ出力する。

解析データ管理部１２５は、入力された解析データを時間情報と合わせて解析データ管理部１２５の有するメモリに記憶し、解析データ表示部１２６へ出力する。解析データと時間情報とをメモリに記憶することにより、過去の解析データを解析データ表示部１２６へ出力することができる。解析データ表示部１２６は、入力された解析データを電磁シールド効果として表示する。また、過去の解析データを表示することで、時間経過によるシールド性能劣化状況の確認を行うことができる。

図５は、受信した評価信号から導出される周波数スペクトルを示す図である。横軸は周波数を示し、縦軸は受信レベルを示している。同図には、リファレンス周波数スペクトルＳＲと電磁遮蔽物をセンサ間に配置して測定した周波数スペクトルＳ１が図示されている。

電磁シールド効果は、導出された周波数スペクトルＳ１と、リファレンス情報管理部１２３から得られる信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の距離、設置高に応じたリファレンス周波数スペクトルＳＲとの差分を取り、解析することにより評価される。具体的には、所定の周波数帯域でリファレンス周波数スペクトルＳＲと周波数スペクトルＳ１の差分を測定することによりその周波数帯域の電磁波の遮断効果が、例えば、何デシベル（ｄＢ）であるのかなどと算出される。電磁シールド効果の評価は、周波数帯域毎に算出された電磁波の遮断効果に基づき行われ、所定の周波数帯域での電磁波の遮断効果が大きければ、その周波数帯域における電磁シールド効果が高いとされる。

信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の距離、設置高に応じたリファレンス周波数スペクトルがリファレンス情報管理部１２３に蓄積されていない場合には、リファレンスを測定しなければならない。

リファレンスの測定は、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１との間に電磁遮蔽物を配置しない状態で、送信器１１と受信器１２との間で電磁波を送受信して行う。

具体的には、信号受信部１２２において、受信した電磁波から周波数スペクトルを導出し、シールドレベル解析部１２４に出力する。シールドレベル解析部１２４は、入力された周波数スペクトルをリファレンス情報管理部１２３に出力し、リファレンス情報管理部１２３は、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の距離、配置高などの配置情報とともに、導出した周波数スペクトルをリファレンス周波数スペクトルとしてリファレンス情報管理部１２３の有するメモリに記憶する。

なお、電磁遮蔽物の異なる箇所で電磁シールド効果を測定する場合であっても、信号出力センサ部１１２と信号受信センサ部１２１の配置情報に応じたリファレンス周波数スペクトルがリファレンス情報管理部１２３に蓄積されている場合は、新たにリファレンスを測定することなく、リファレンス情報管理部１２３に蓄積されているものを利用できるので、電磁遮蔽物の電磁シールド効果の測定作業の効率を上げることが可能となる。

さらに、リファレンス周波数スペクトルを配置情報に関連付けてデータベースなどに格納しておくことにより、電磁シールド効果を測定する際に、配置情報に関連付けられたリファレンス周波数スペクトルが格納されている場合には、新たにリファレンス測定をする必要がない。

図６は、電磁遮蔽物２の複数箇所を複数の受信器１２ａ〜１２ｄにより同時に測定する様子を示す模式図である。同図に示すように、送信器１１を電磁遮蔽物２の内側に配置し、電磁遮蔽物２の外側の異なる箇所に受信器１２ａ〜１２ｄを配置する。１つの送信器１１から送信した評価信号に基づく電磁波を各受信器１２ａ〜１２ｄにおいて、同時に受信することにより、電磁遮蔽物２の複数箇所の電磁シールド効果を同時に測定することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、電磁シールド効果を算出するための基準となるリファレンス周波数スペクトルを配置情報に対応して記憶するリファレンス情報管理部１２３を備えることにより、新たにリファレンス周波数スペクトルを測定することなく電磁シールド効果の評価を行うことができるので、作業効率を上げることができる。また、送信器１１と受信器１２を独立した別々の装置としたことにより、電磁遮蔽物に接続点を設ける必要がなくなるので、より精度の高い電磁シールド効果測定システムを提供することができる。

本実施の形態によれば、評価信号Ｓａｐを検出するタイミングを取るための同期信号Ｓａｔを評価信号Ｓａｐに付加することにより、受信器１２が測定タイミングを正確かつ容易に取ることが可能となる。

本実施の形態によれば、送信器１１を電磁遮蔽物２の内側に配置し、電磁遮蔽物２の外側に複数の受信器１２ａ〜１２ｄを配置することにより、送信器１１から送信された電磁波を各受信器１２ａ〜１２ｄにおいて同時に受信することができるので、電磁遮蔽物２の複数箇所における電磁シールド効果を同時に測定することができる。

一実施の形態における電磁シールド効果測定システムの構成を示す概略図である。上記電磁シールド効果測定システムにおける送信器の構成を示すブロック図である。上記電磁シールド効果測定システムにおける評価信号の波形を示す説明図である。上記電磁シールド効果測定システムにおける受信器の構成を示すブロック図である。上記受信器において導出される周波数スペクトルの概略を示す説明図である。１つの送信器に対して複数の受信器を用いて電磁シールド効果を測定する様子を示す模式図である。

符号の説明

１…電磁シールド効果評価システム
１１…送信器
１１１…信号送信部
１１１ａ…評価信号生成部
１１１ｂ…同期信号生成部
１１１ｃ…信号合成部
１１１ｄ…出力アンプ部
１１２…信号出力センサ部
１２…受信器
１２１…信号受信センサ部
１２２…信号受信部
１２２ａ…受信調整部
１２２ｂ…合成信号受信部
１２３…リファレンス情報管理部
１２４…シールドレベル解析部
１２５…解析データ管理部
１２６…解析データ表示部
２…電磁遮蔽物

Claims

電磁遮蔽物を挟んで対向して配置された送信装置と受信装置との間で電磁波を送受信することにより前記電磁遮蔽物の電磁シールド効果を測定する電磁シールド効果測定システムであって、
前記送信装置は、
複数の周波数成分を含んだ評価信号を生成する評価信号生成手段と、
前記評価信号を電磁波として送出する出力手段と、を有し、
前記受信装置は、
前記電磁波を受信する受信手段と、
受信した前記電磁波から前記評価信号を検出する信号検出手段と、
前記評価信号から周波数情報を導出する周波数情報導出手段と、
前記出力手段と前記受信手段との配置関係を示す配置情報に対応したリファレンス情報を記憶するリファレンス情報管理手段と、
前記周波数情報と前記リファレンス情報管理手段から読み出したリファレンス情報との差分を抽出する抽出手段と、
前記周波数情報と前記リファレンス情報管理手段から読み出したリファレンス情報との差分を解析することにより前記電磁遮蔽物の電磁シールド効果を評価するシールドレベル解析手段と、
を有することを特徴とする電磁シールド効果測定システム。
前記送信装置は、
前記受信装置が前記評価信号を検出するタイミングを取るための同期信号を生成する同期信号生成手段と、
前記評価信号に前記同期信号を合成する信号合成手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁シールド効果測定システム。
前記リファレンス情報管理手段は、複数の異なる配置情報と当該配置情報に対応するリファレンス情報とを関連付けて格納しておくものであって、
前記抽出手段は、前記出力手段と前記受信手段の実際の配置関係に対応するリファレンス情報を前記リファレンス情報管理手段から読み出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁シールド効果測定システム。
前記リファレンス情報管理手段に、前記配置情報に対応したリファレンス情報がない場合には、前記電磁遮蔽物を前記出力手段と前記受信手段との間に配置しない状態で前記送信装置と前記受信装置との間で前記電磁波を送受信することによって導出された周波数情報をリファレンス情報として前記配置情報とともに前記リファレンス情報管理手段に記録するリファレンス情報記録手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁シールド効果測定システム。
前記受信装置が、異なる位置に複数個配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁シールド効果測定システム。
電磁遮蔽物を挟んで対向して配置された送信装置と受信装置との間で電磁波を送受信することにより前記電磁遮蔽物の電磁シールド効果を測定する電磁シールド効果測定方法であって、
前記送信装置により、
複数の周波数成分を含んだ評価信号を生成するステップと、
前記評価信号を出力手段から電磁波として送出するステップと、を有し、
前記受信装置により、
前記電磁波を受信手段において受信するステップと、
受信した前記電磁波から前記評価信号を検出するステップと、
前記評価信号から周波数情報を導出するステップと、
前記周波数情報と前記出力手段と前記受信手段との配置関係を示す配置情報に対応したリファレンス情報との差分を抽出するステップと、
前記周波数情報と前記出力手段と前記受信手段との配置関係を示す配置情報に対応したリファレンス情報との差分を解析することにより前記電磁遮蔽物の電磁シールド効果を評価するステップと、
を有することを特徴とする電磁シールド効果測定方法。
前記送信装置により、
前記受信装置が前記評価信号を検出するタイミングを取るための同期信号を生成するステップと、
前記評価信号に前記同期信号を合成するステップと、
を有することを特徴とする請求項６に記載の電磁シールド効果測定方法。
前記受信装置により、
複数の異なる前記配置情報と当該配置情報に対応するリファレンス情報とを関連付けてリファレンス情報管理手段に格納するステップと、
前記出力手段と前記受信手段の実際の配置関係に対応するリファレンス情報を前記リファレンス情報管理手段から読み出すステップと、
を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の電磁シールド効果測定方法。
前記配置情報に対応したリファレンス情報がない場合には、前記電磁遮蔽物を前記出力手段と前記受信手段との間に配置しない状態で前記送信装置と前記受信装置との間で前記電磁波を送受信することによって導出された周波数情報をリファレンス情報として前記配置情報とともに記憶するステップを有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の電磁シールド効果測定方法。
前記受信装置は異なる位置に複数個配置されているものであって、前記電磁波を受信するステップは、前記各受信装置において同時に行われることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の電磁シールド効果測定方法。