JP2009270867A

JP2009270867A - 電磁界分布観測装置

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Publication number: JP2009270867A
Application number: JP2008119947A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Wakana; 伸一若菜; Daisuke Uchida; 大輔内田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-05-01
Filing date: 2008-05-01
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】電磁波の波源の特定に要する時間を効果的に削減可能な電界分布観測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】測定対象物に近接させ、測定対象物から発せられる電磁波を測定する、互いに異なる検出機能を有する複数のアンテナと、複数のアンテナを保持する保持部材と、複数のアンテナのうち、測定に供する任意の一のアンテナの出力に選択的に接続するアンテナ切り替え手段と、前記一のアンテナが前記測定対象物に近接して配置されるように保持部材を移動する保持部材移動手段とを有する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は電磁界分布観測装置に関する。

高密度プリント基板等から放射される電磁妨害波の波源を探索するEMC（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）解析技術が知られている。

動作状態の実装プリント基板等から放射される電磁波が当該実装プリント基板自体を含む電子機器の動作障害の原因となることがある。このような状況が生ずる可能性は電子機器の小型化，高密度化に伴って増加している。このような状況では電磁波が波源を特定した上で対策を行う必要がある。電磁波の波源を特定するため、上記ＥＭＣ解析技術を利用し、電磁界アンテナ（電磁界プローブとも称する。以下同様）を用いた電磁界分布計測、電磁界分布シミュレーション等が行われている。

近年の電子機器の機能向上に伴い、プリント基板の多層化、高密度化が進んでいる。またこのようなプリント基板の多層化、高密度化それと並行して、プリント基板を流れる信号の高速化（高帯域化）が進んでいる。このため当該プリント基板から放射される電磁波の波源のサイズが小さくなっている。その結果、当該プリント基板近傍の電磁界分布の計測によるＥＭＩ（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）測定、電磁界シミュレーション等による波源の特定が困難となっている。具体的には、電磁界分布計測において、空間分解能の細かい電磁界アンテナで測定対象のプリント基板の全面を走査するものとすると当該走査に要する時間が長大となる。また、電磁界シミュレーションにおいては、シミュレーションに使用されるモデルの精緻化、大規模化にともない，モデリング工数、計算コスト等が増大する。
特開昭５９−１３３４７３号公報特開平８−２９４６８号公報特開平８−３０４４９７号公報特開２００１−１１６７８５号公報特開２００４−７７３３６号公報特開平６−２８９０８１号公報特開２０００−１９２０４号公報

測定対象物から放射される電磁波の波源探索を効率的に実施し得る電磁界分布観測装置を提供することを目的とする。

電磁界分布観測装置では、異なる検出機能、例えば異なる空間分解能の複数のアンテナを保持部材に保持させ、保持部材を移動して一のアンテナを測定対象物に近接させ、当該アンテナの出力を選択して電磁波の波源探索に使用する。当該電磁界分布観測装置によれば、保持部材に保持された異なる空間分解能の複数のアンテナ中実際に測定に供するアンテナとして空間分解能の粗いアンテナから空間分解能の細かい高いアンテナへと順次切り替えて使用することができる。このため最初は空間分解能の粗いアンテナを使用して電磁波の波源の位置を大まかに探索し、その後徐々に空間分解能の細かいアンテナに切り替えてゆくことで波源の位置を徐々に絞り込み、最終的に波源を特定する方法を採り得る。

当該電磁界分布観測装置によれば必要最小限の時間で波源の特定を果たせる。

以下に実施例による電磁界分布観測装置の構成につき図とともに説明する。

実施例による電磁界分布観測装置によれば、複数の電磁界アンテナを切り替えながら、微小な不要輻射波の波源探索を効率的に行うことが可能となる。例えば単一の電磁界アンテナにより詳細に探索する場合と比較すると、トータルの探索時間を効果的に削減することが可能となる。すなわち空間分解能の細かい単一の電磁界アンテナを用いて測定対象物の全面を詳細に走査する場合，条件によっては当該走査に要する時間が数時間に及ぶことが想定される。実施例１，２による電磁界分布観測装置は以下に示す如くの構成によりこの課題を解決する。

すなわち実施例１，２による電磁界分布観測装置は、測定対象物を保持するための機構と，測定対象物を観測するための撮像系とを有する。当該電磁界分布観測装置は更に，測定対象物の近傍を走査可能な少なくとも2種類以上の異なる空間分解能を有する電磁界アンテナを具備する。同電磁界分布観測装置では、上記２種類以上の異なる空間分解能を有する電磁界アンテナ（以下複数の電磁界アンテナと称する）の中から、所望の空間分解能を有する電磁界アンテナを順次切り替えながら選択して使用し，電磁波の波源を特定する。その結果波源特定に要する時間を効果的に短縮可能である。

図１とともに後述する実施例１による電磁界分布観測装置は以下に述べる構成を有する。すなわち複数の電磁界アンテナを移動可能な保持部材上に配設する。そして測定に供する電磁界アンテナの出力のみを切り替え器を介して選択し、当該電磁界分布観測装置の制御部に供給するようにする。また前記保持部材を移動することにより，測定に供する電磁界アンテナの切り替えを行うようにする。

図２，３とともに後述する電磁界分布観測装置は、以下に述べる構成を有する。すなわち上記複数の電磁界アンテナの各々の出力端を同軸線路構造とする。またこれらの電磁界アンテナを、回転可能な保持部材上であって、その回転中心を中心とする円周上に配設する。また測定対象物の近傍の測定位置に同軸プローブを配設する。そしてこの同軸プローブを、前記複数の電磁界アンテナのうちの、当該測定位置に位置する電磁界アンテナ（以下測定に供する電磁界アンテナと称する）の出力端に接続させる。この構成によれば、当該測定に供する電磁界アンテナの出力のみを、当該電磁界観測装置の制御部に供給することができる。また前記保持部材を回転させて前記測定に供する電磁界アンテナを切り替えることにより、任意の空間分解能を有する電磁界アンテナを前記測定に供する電磁界アンテナとして使用することができる。

また実施例１，２による電磁界分布観測装置は、以下に述べる構成を有する。すなわち撮像系により取得した情報を用い，測定に供する電磁界アンテナの切り替え時、電磁界アンテナを上下方向に移動させる。このようにして電磁界アンテナの先端が想定対象物に実装された部品等に接触することを防止し得る。

このような実施例による電磁界分布観測装置を利用することにより、前記空間分解能の異なる複数の電磁界アンテナを使用してＥＭＣ解析を行う場合の手順の一例を以下に説明する。すなわち、前記複数の電磁界アンテナのうち、まず測定に供する電磁界アンテナとして空間分解能の粗い電磁界アンテナを用いる。当該空間分解能の粗い電磁界アンテナを使用して測定対象物の近傍を走査し、不要輻射波（電磁妨害波とも称する。以下同様）の有無を判定する。当該不要輻射波が存在する場合、前記電磁界アンテナによる走査から得られた情報から同輻射波の波源の概略位置を把握する。次に測定に供する電磁界アンテナを比較的空間分解能の細かい電磁界アンテナに切り替える。次に当該比較的空間分解能の細かい電磁界アンテナを使用し上記波源の近傍のみを詳細に走査し、前記波源の、より正確な位置を特定する。上記手順により、不要輻射波の波源の特定を短時間になし得る。

このように測定に供する電磁界アンテナを切り替える場合、以下の二つの課題１，２が想定され得る。

課題１．信号伝送路の切り替え
電磁界アンテナを切り替える場合、測定に供する電磁界アンテナを物理的に計測装置（すなわち上記制御部）に接続することが必要である。このため電磁界アンテナの切り替え時、測定に供する電磁界アンテナを交換するための切り替え機構が必要である。すなわち実際に計測装置に接続する電磁界アンテナを交換するための機能が必要となる。ここで電磁界アンテナと測定装置との接続方法として周知のコネクタによる接続方法が考えられる。この方法では人間が直接手によってコネクタを挿抜操作することにより、測定に供する電磁界アンテナを切り替える。しかしながらこの方法によれば、測定に供する電磁界アンテナを切り替える都度コネクタの挿抜操作を行うことが必要となり、時間と手間を要する。

課題２．測定距離の差異
電磁界アンテナの空間分解能は電磁界アンテナ自体の構造と測定対象物との距離に依存する。このため、切り替えの都度測定に供する電磁界アンテナと測定対象物との距離を調整することが必要となる。特に設計目的の異なるプローブ（電界／磁界）を混用するような場合、このような調整作業が大事となる。

以下に図１とともに説明する実施例１による電磁界分布観測装置によれば、高周波リレー等を使用した切り替え器３０を使用することにより上記課題１の解決を図る。また以下に図２，３とともに説明する実施例２による電磁界分布観測装置によれば、同軸プローブ２１Ｐを使用した切り替え機構部２１を設けることで解決を図ることが可能である。またこれら実施例１，２による電磁界分布観測装置によれば、また上記課題２につき、図１，２に示す如くの撮像系６０を設け、同撮像系６０から得られる情報により、電磁界アンテナの先端と測定対象物との間の距離を常時把握可能とする。そして同距離を制御することにより上記課題２の解決を図る。

また実施例２における如く同軸プローブ２１Ｐを使用した切り替え機構部２１を採用する場合、複数の電磁界アンテナの間の切り替えを円滑に行い得るようにする目的から、複数の電磁界アンテナの間でその出力端の形状を統一することが望ましい。あるいは市販されている電磁界アンテナを利用する場合、図４とともに後述するように、各電磁界アンテナの出力端にアダプタを装着することにより、複数の電磁界アンテナの間でその出力端の形状を統一するようにすることができる。

当該同軸プローブ２１Ｐを使用した切り替え機構部２１によれば、機械的な接触の切り替えにより電気的な接続の切り替えを行う。この構成によれば、実施例１，２による電磁界分布観測装置における如く高周波リレーを用いた切り替え器３０により電気的な接続を切り替える場合に比べ、使用することができる電磁界アンテナの種類を容易に増加し得る。

また、各電磁界アンテナの寸法が異なる場合、測定に供する電磁界アンテナを切り替える際、測定対象物の表面に実装された部品等と電磁界アンテナの先端とが接触する事態が懸念される。このような事態を回避するため、上記撮像系６０を使用することで、各電磁界アンテナの先端の軌跡をあらかじめ把握し、電磁界アンテナの先端が測定対象物上の部品等と接触することを回避するよう、電磁界アンテナの位置を制御するようにすることができる。

以下図とともに各実施例の構成を詳細に説明する。

図１は実施例１による電磁界分布観測装置１の全体構成を示す斜視図である。

図１に示す如く、同電磁界分布観測装置１は、測定対象物Ｓを載置する載置台７０，測定対象物Ｓから発せられる不要輻射波を測定するための電磁界アンテナ１１乃至１３を有する。これら３本の電磁界アンテナ１１乃至１３はそれぞれ異なる種類のものとされ、その空間解像度が相互に異なる。ここで電磁界アンテナの数は３個に限られず、２個でもよいし、４個以上としてもよい。

電磁界分布観測装置１は更に、この電磁界アンテナ１１乃至１３を移動するためのアンテナ移動機構部２０を有する。アンテナ移動機構部２０については後述する。電磁界分布観測装置１は更に、電磁界アンテナ１１乃至１３のうち実際に測定に供する電磁界アンテナの出力信号を選択的に接続するための切り替え器３０を有する。この切り替え器３０としては、例えば上記の如く周知の高周波リレーを有するものを採用することができる。

また電磁界分布観測装置１は切り替え器３０を介して得られる電磁界アンテナの出力信号が供給される制御部４０を有する。制御部４０は例えばコンピュータを含む構成とされる。また制御部４０はアンテナ移動機構部２０に接続され、アンテナ移動機構部２０を制御して電磁界アンテナ１１乃至１３の位置を調整する。

電磁界分布観測装置１は更に、制御部４０に接続された分布表示部４０を有する。分布表示部４０は例えばＣＲＴ，液晶表示装置等を有する構成とし得る。

ここで電磁界アンテナ１１乃至１３の出力信号に対し、制御部４０において所定の信号処理が実施される。その結果測定対象物Ｓの近傍の電磁界分布の情報が生成され、同情報が分布表示部４０に供給される。その結果分布表示部４０の画面には測定対象物Ｓの近傍の電磁界分布の画像が表示される。この画像により測定者は測定対象物Ｓの近傍の電磁界分布を観測し得る。

電磁界分布観測装置１はまた前記の如く撮像系６０を有する。撮像系６０はＣＣＤカメラ等を有するものとすることができる。撮像系６０は制御部４０に接続される。撮像系６０は測定対象物Ｓの近傍を撮影することで映像情報を取得する。当該映像情報は制御部４０に供給される。制御部４０は当該映像情報を信号処理することにより、測定対象物Ｓと電磁界アンテナ１１乃至１３との間の距離を把握する。

以下にアンテナ移動機構部２０について詳述する。アンテナ移動機構部２０は、保持部材としての、個別アンテナ上下動機構部２１ａ乃至２１ｃを有する。個別アンテナ上下動機構部２１ａ乃至２１ｃは、それぞれ電磁界アンテナ１１乃至１３を個別に保持する。制御部４０は、分布表示部５０に表示された測定対象物Ｓの近傍の映像情報等の情報に基づき、測定対象物Ｓ上の部品等と電磁界アンテナ１１乃至１３との距離を認識し得る。そして制御部４０の制御下、個別アンテナ上下動機構部２１ａ乃至２１ｃが動作され、各電磁界アンテナ１１乃至１３が個別的に上下動操作される。このようにして制御部４０の制御下、各電磁界アンテナ１１乃至１３の高さが個別的に制御される。

アンテナ移動機構部２０は更に、個別アンテナ上下動機構部２１ａ乃至２１ｃを保持する接続部２８を有する。接続部２８は、Ｘ方向、すなわち図１中、左右方向に延在する桁部２２に、Ｘ方向に移動可能に保持されている。桁部２２は、その両端部分を、接続部２５ａ、２５ｂに保持されている。各接続部２５ａ、２５ｂは、それぞれＹ方向、すなわち垂直に延在する柱部２３ａ、２３ｂに、Ｙ方向に移動可能に保持されている。各柱部２３ａ、２３ｂは、それぞれ接続部２７ａ、２５ｂを介し、Ｚ方向、すなわち図１中、奥行き方向に延在するレール部２４ａ、２４ｂに、Ｚ方向に移動可能に保持されている。

このような構成により、上記個別上下動機構部２１ａ乃至２１ｃは、一括して、３次元的、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能となる。その結果、制御部４０の制御下、個別上下動機構部２１ａ乃至２１ｃに保持された電磁界アンテナ１１乃至１３の位置が、３次元的に制御される。具体的には、制御部４０の制御下、接続部２７ａ，２７ｂは、所定の駆動手段により、レール部２４ａ、２４ｂ上をＺ方向に駆動される。同様に制御部４０の制御下、接続部２５ａ，２５ｂは、所定の駆動手段により、柱部２３ａ、２３ｂ上をＹ方向に駆動される。同様制御部４０の制御下、接続部２８は、所定の駆動手段により、桁部２２上をＸ方向に駆動される。上記各駆動手段の具体的な構成としては特に限定されることなく、周知のレール駆動機構等を適宜利用可能である。

図２は実施例２による電磁界分布観測装置２の構成を示す斜視図である。図１とともに上述の実施例１による電磁界分布観測装置１の構成中の構成要素と同様のものにつき、それぞれ電磁界分布観測装置１のものと同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施例２による電磁界分布観測装置２は、以下の点で上述した実施例１による電磁界分布観測装置１と異なる。まず第１に、実施例１の電磁界分布観測装置１では、切り替え器３０を使用し、複数の電磁界アンテナ１１乃至１３のうち、測定に供する電磁界アンテナの出力を選択的に接続する。これに対し実施例２の電磁界分布観測装置２では、図３とともに後述する、同軸プローブ２１Ｐ、上下動機構部２１Ｖの回転機構部２１Ｒ、及び回転機構部２１Ｒに回転可能に保持された保持板２１Ｄを有する切り替え機構部２１を使用する。第２に、実施例１の電磁界分布観測装置１では、個別アンテナ上下動機構部２１ａ乃至２１ｃを使用したが、実施例２の電磁界分布観測装置２ではこれに代えて上下動機後部２１Ｖを使用する。

すなわち実施例２の電磁界分布観測装置２では、図２に示す如く、互いに空間分解能が異なる４本の電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａが、円盤状の保持板２１Ｄ上にそれぞれ保持されている。これら電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａとしては、それぞれ実施例１における電磁界アンテナ１１乃至１３と同様の構成のものを適宜使用可能である。また保持板２１Ｄに保持される電磁界アンテナの個数は４個に限定されず、２〜３個でもよいし、５個以上でもよい。各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａが保持される保持板２１Ｄ上の位置は、当該円盤の中心を中心とする単一の円の円周上とされ、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａは、上記円周上のそれぞれその角度位置が異なる位置に保持される。円盤状の保持板２１Ｄの、その円盤の中心が、回転機構部２１Ｒの回転軸２１Ｓに保持されている。回転機構部２１Ｒは制御部４０の制御下、回転軸２１Ｓが回転駆動され、保持盤２１Ｄが回転される。

また各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａを保持板２１Ｄに保持する方法は以下の通りである。すなわち、保持板２１Ｄに、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Aを挿入する貫通孔を設ける。更に各貫通孔に対し、保持板２１Dの側面からネジ穴を設ける。そして各貫通孔に電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａを挿入した後、当該ネジ穴に止めねじＳ１，Ｓ２をねじ込む。その結果各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａは保持板２１Ｄから抜け落ちないように保持される（図２，３参照）。

ここで各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａは図２，３に示す如く、その先端が下方を向き、下方に延在するように保持板２１Ｄに保持される。そして各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの、図２，３中、上端に設けられた出力端は、図３に示す如く、保持板２１Ｄを貫通し、保持板２１Ｄの上面に露出している。上記同軸プローブ２１Ｐは回転機構保持部材２１Ｈに保持され、その下方を向いた先端は、保持板２１Ｄの上面に物理的に接触するような構成とされている。この同軸プローブ２１Ｐの先端が保持板２１Ｄの上面に接触する位置は、上記各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａが保持された上記円周上とされる。その結果、回転機構部２１Ｒが回転軸２１Ｓを回転駆動することにより保持板２１Ｄを回転させると、同軸プローブ２１Ｐの先端は、保持板２１Ｄ上の、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａが保持された上記円周上を摺動する。そして同軸プローブ２１Ｐの角度位置が、当該円周上に保持された各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの角度位置と一致すると、同軸プローブ２１Ｐの先端と、当該角度位置が一致した電磁界アンテナの出力端とが、相互に物理的に接触する。その結果、当該角度位置が一致した電磁界アンテナの出力端に、同軸プローブ２１Ｐの先端が接続され、電気的な接続がなされる。その結果、当該角度位置が一致した電磁界アンテナの出力信号は、同軸プローブ２１Ｐに接続された同軸ケーブル２１Ｃを介し、制御部４０に供給される。図２及び図３の場合、図示の状態は電磁界アンテナ１１Ａがこの角度位置が一致した電磁界アンテナに該当し、その出力端に同軸プローブ２１Ｐの先端が接続している。

また図３に示す如く、同軸プローブ２１Ｐにはコイルスプリング２１Ｅが設けられ、同軸プローブ２１Ｐの先端はコイルスプリング２１Ｅの弾性反発力による押圧により、常に下方、すなわち保持板２１Ｄに対し押圧されている。その結果、上記角度位置が一致した電磁界アンテナの出力端に対し、同軸プローブ２１Ｐの先端が押圧され確実に接続される。その結果相互の電気的接続が確実になされる。また測定に供する電磁界アンテナを切り替える際には、回転機構部２１Ｒが回転軸２１Ｓを駆動することにより保持板２１Ｄが回転し、切り替える先の電磁界アンテナの角度位置が同軸プローブ２１Ｐの角度位置と一致した状態に移行させる。

また回転機構部２１Ｒは回転機構保持部材２１Ｈを介し、上下動機構部２１Ｖに保持されている。上下動機構部２１Ｖは、接続部２８に対し、回転機構部２１Ｒを上下方向に駆動する構成を有する。測定者の制御部４０を介した操作により、電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの測定対象物Ｓに対する高さが調整され得る。

また図３に示す如く、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａは同軸構造を有し、それぞれ外部導体及び中心導体を有する。例えば電磁界アンテナ１１Ａは外部導体１１Ａ２、中心導体１１Ａ１を有し、電磁界アンテナ１２Ａは外部導体１２Ａ２、中心導体１２Ａ１を有する。同軸プローブ２１Ｐもこれに対応する同軸構造を有し、外部導体Ｐ２と中心導体Ｐ１とを有する。上記の如く、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４は、保持板２１Ｄの円盤の中心とその中心が一致する円周上に、互いに角度位置が異なるように保持されている。この場合、各電磁界アンテナは、その中心が、該当する角度位置の、当該円周上の点に一致する必要がある。同様に、保持板２１Ｄが回転される際に、同軸プローブ２１Ｐの中心が、当該円周をなぞるように保持板２１Ｄの上面を摺動する必要がある。その結果、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの角度位置が同軸プローブ２１Ｐの角度位置と一致するとき、当該電磁界アンテナの外部導体が同軸プローブ２１Ｐの外部導体Ｐ２と接触することとなる。また同時に当該電磁界アンテナの内部導体が同軸プローブ２１Ｐの内部導体Ｐ１と接触することとなる。このようにして当該電磁界アンテナと同軸プローブ２１Ｐとが電気的に接続されることとなる。

このように、保持板２１Ｄの回転に応じ、対応する各角度位置において、該当する電磁界アンテナの外部導体と内部導体とが、同軸プローブ２１Ｐの外部導体Ｐ２と内部導体Ｐ１とに同時に接触するようにする。このためには、複数の電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの各々の出力端の構造が略均一である必要がある。具体的には、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａのそれぞれの外部導体の径が互いに略一致し、それぞれの内部導体の径も互いに略一致している必要がある。この点を確保するため、以下の２つの方法が考えられる。

その第１の方法は、複数の電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａとして互いに空間解像度が異なる電磁界アンテナを用意する際、上記の如くその出力端の構造が互いに略均一な構成のものを用意する方法である。

第２の方法は、複数の電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａとして互いに空間解像度が異なる電磁界アンテナを用意する際、市販の電磁界アンテナを利用する方法である。この場合、一般に空間分解能が異なる電磁界アンテナは、その出力端の構造も相互に異なる。すなわち、その外部導体の径及び内部導体の径が異なる。したがって図４に示す如く、アダプタ部Ａを用意し、必要に応じ、当該アダプタ部Ａを市販の電磁界アンテナの出力端に装着し、当該アダプタ部Ａを介して保持部２１Ｄに保持する。使用されるアダプタＡは全てその出力端が均一とされる。すなわちその外部導体と内部導体とのそれぞれの径が、同軸プローブ２１Ｐの先端の外部導体Ｐ２と内部導体Ｐ１とのそれぞれの径と略同一とされる。その結果必要に応じてアダプタＡを介することにより、各電磁界アンテナの出力端と同軸プローブ２１Ｐの先端との確実な電気的接続が確保される。

図４は複数の電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａのうち、電磁界アンテナ１１Ａを例にとってアダプタ部Ａの構造を説明するための側面図である。なお図４においては、説明の便宜上、各電磁界アンテナ１１Ａ、１２Ａ、並びに同軸プローブ２１Ｐの各々については断面形状を示している。アダプタ部Ａは図４に示す如く、電磁界アンテナ１１Ａに接続される同軸コネクタＣと，保持板２１Ｄの貫通孔に挿入するセミリジッドケーブルＲとを有する。同軸コネクタＣはセミリジッドケーブルＲと接合するための接合部Ｊを有する。同軸コネクタＣは市販のもの（ＢＮＣコネクタ、ＳＭＡコネクタ等）を利用可能である。同様にセミリジッドケーブルＲも市販のものを利用可能である。セミリジッドケーブルＲの保持板２１Ｄに保持させる部分の端面は予め研磨しておく。その結果、測定に供する電磁界アンテナを切り替えるために保持板２１Ｄを回転させ、各電磁界アンテナ１１Ａ乃至１４Ａの出力端が露出した状態とされた保持板２１Ｄの上面を同軸プローブ２１Ｐの先端が摺動する際、その円滑な動作が確保される。

前記第２の方法では、このように市販の電磁界アンテナ、市販の同軸コネクタ及び市販のリジッドケーブルをそれぞれ利用することが可能である。したがって価格的に有利である。

次に図５とともに、上記実施例１の電磁界分布観測装置１あるいは実施例２の電磁界分布観測装置２を使用して測定対象物Ｓの電磁界分布を観測し、測定対象物Ｓから発せられる不要輻射波の波源の特定を行う際の動作の流れを説明する。当該動作は主に制御部４０の制御下で実施される。

まずステップＳ１で測定者は測定対象物Ｓの寸法や位置を制御部４０に入力する。当該入力に係る情報を受けて制御部４０は、実際に電磁界アンテナ１１乃至１３あるいは１１Ａ乃至１４Ａを使用して測定対象物Ｓの近傍を走査する際の走査範囲を求める。ステップＳ２で制御部４０は、電磁界アンテナ１１乃至１３あるいは１１Ａ乃至１４Ａの全てを測定対象物Ｓの位置から退避させる。次にステップＳ３にて、制御部４０は、撮像系６０による測定対象物Ｓの近傍の映像情報等の情報に基づき、測定対象物Ｓと電磁界アンテナとの間の距離を認識する。次にステップＳ４にて、制御部４０は、最も空間分解能の粗い電磁界アンテナを測定に供する電磁界アンテナとして選択し、当該電磁界アンテナを測定対象物Ｓに対し、降下させる。ステップＳ５にて制御部４０は、当該電磁界アンテナを使用して前記走査範囲を走査させる。その結果当該電磁界アンテナにより同走査範囲の電磁界が測定される。当該電磁界アンテナから、その測定の結果としての出力信号が得られる。

ステップＳ６にて、制御部４０は、当該電磁界アンテナの出力信号を信号処理して得られた前記走査範囲の電磁界分布を分布表示部５０に表示させる。ここで観測対象たる不要輻射波の強度の強い部分が表示される。この部分は波源の位置と考えられる。測定者は当該不要輻射波の強度が大きい部分の位置を特定して制御部４０に入力する（ステップＳ７）。制御部４０は入力された位置の情報に基づき、電磁界アンテナ１１乃至１３あるいは１１Ａ乃至１４Ａを一括して当該位置へと移動させる（ステップＳ８）。

次にステップＳ８にて制御部４０は、撮像系６０による測定対象物Ｓの近傍の映像情報等の情報に基づき、測定対象物Ｓと電磁界アンテナとの間の距離を認識する。次にステップＳ９にて、制御部４０は、前回使用した電磁界アンテナよりも空間分解能が細かい電気界アンテナを測定に供する電磁界アンテナとして選択する。そして当該電磁界アンテナを測定対象物Ｓに対し、降下させる。ステップＳ１０にて制御部４０は、当該電磁界アンテナを使用して前記入力された位置の近傍を走査させる。

ステップＳ１１にて、制御部４０は、当該電磁界アンテナの出力信号から得られた電磁界分布を分布表示部５０に表示させる。測定者は当該表示に係る電磁界分布を見て、前記不要輻射波の強度が最も大きい波源を特定することを試みる。その時点で測定者が該当する波源を特定し得た場合、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、制御部４０は、次に不要輻射波の強度が大きい波源を特定する動作を行うか否かを測定者に問う動作を行う。測定者から、次に不要輻射波の強度が大きい波源を特定する動作を行わない旨の入力が得られた場合、制御部４０は当該波源を特定する動作を終了する。

他方次に不要輻射波の強度が大きい波源を特定する場合、測定者は当該波源の位置と思われる位置の情報を制御部４０に入力する。制御部４０は当該入力に係る位置につき、上記ステップＳ１０，Ｓ１１を再度実施する。

他方上記ステップＳ１１にて、測定者が波源の特定ができなかった場合、測定者は当該波源の位置と思われる位置の情報を再度制御部４０に入力する。制御部４０は入力された位置の情報に基づき、電磁界アンテナ１１乃至１３あるいは１１Ａ乃至１４Ａを一括して当該位置へと移動させる。

次にステップＳ１３にて制御部４０は、撮像系６０による測定対象物Ｓの近傍の映像情報等の情報に基づき、測定対象物Ｓと電磁界アンテナとの間の距離を認識する。次にステップＳ１４にて、制御部４０は、更に空間分解能が細かい電磁界アンテナを測定に供する電磁界アンテナとして選択し、当該電磁界アンテナを測定対象物Ｓに対し、降下させる。そしてステップＳ１０に戻り、制御部４０は、当該電磁界アンテナを使用し前記入力された位置の近傍の走査を行う。このようにしてステップＳ１０、Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４のループ動作がステップＳ１１にて波源が特定されるまで繰り返される。

ここで、上記ステップＳ５，Ｓ１０にて走査を行う場合、その際の測定に供する電磁界アンテナの空間分解能が最小の走査刻みとなる。上記ステップＳ５の走査の段階では、次のステップＳ６にて、上記の如く、観測対象たる不要輻射波の強度の強い部分が表示される。この場合、制御部４０の制御下、測定対象物Ｓと、当該強度の大きい部分との間の相対位置関係が表示されるよう制御がなされることが望ましい。このような表示がなされることにより、測定者はそれを見て直感的に当該不要輻射波の波源の位置を把握することが可能となる。

なお、電磁界アンテナは所望の空間分解能を得るために、測定対象物Ｓに対して所定の位置に近接させることが必要である。電磁界アンテナの切り替え時に電磁界アンテナの先端が通過する軌道内に，測定対象物Ｓに実装された部品があると，当該部品もしくは電磁界アンテナを破損する可能性がある。このような事態を回避するため，制御部４０の制御下、撮像系６０により得られた情報(３次元の高さの分布を示す情報が望ましい)に基づいた，電磁界アンテナの先端を退避する動作を自動的に実行させる。

上記実施例１または２による電磁界分布観測装置１または２によれば、空間分解能の粗い電磁界アンテナを用いて問題となる領域をラフに検知し，順次詳細に絞り込むという手順を行うことが可能である。その結果、詳細に走査する領域を大幅に削減できるため，観測時間を効果的に短縮可能である。

なお図１，２に示す実施例１，２では、桁部２２，柱部２３ａ。２３ｂ、レール部２４ａ、２４ｂを使用した３次元移動機能を使用しているが、３次元移動機構の構成は当該実施例のものに限られない。例えば人間の腕の機能と同様の機能を実現するロボットによる３次元移動機構により電磁界アンテナを移動させる方法を採用することも可能である。

また図２，３に示す実施例２では回転可能な保持板２１Ｄを設け、その回転中心を中心とする円周上に各電磁界アンテナを保持させ、保持板２１Ｄを回転させることで、一の電磁界アンテナに同軸プローブ２１Ｐを接続する方法を採っている。しかしながら同軸プローブによる電磁界アンテナの切り替え機構はこの実施例のものに限られない。例えば回転可能な保持板２１Ｄに代え、往復動作可能な保持板を設け、当該保持板に、上記往復動作の方向に沿って複数の電磁界アンテナを並べて保持させるようにしてもよい。このような変形例の場合、保持板の往復動作に伴い同軸プローブ２１の先端が保持板上を摺動するような構成を採用する。その結果、任意の電磁界アンテナの出力端に同軸プローブの先端を物理的に接触させ電気的に接続させることが可能となる。それ以外の構成は実施例２の切り替え機構部２１のものをそのまま使用できる。

なお，上述の説明では，主に空間分解能の異なる電磁界アンテナを複数配置する構成についてのみ記載した。しかしながら実施例の他の構成として、例えば電界アンテナと磁界アンテナ等の機能の異なる複数のアンテナを混在させて電磁界分布観測装置に配設する構成が可能であることは言うまでもない。このような構成とすることにより、電磁妨害波源の探索に有用な情報が得られる。

実施例１による電磁界分布観測装置の構成を説明するための斜視図である。実施例２による電磁界分布観測装置の構成を説明するための斜視図である。図２の電磁界分布観測装置における切り替え機構部の構成を説明するための側面図である。図３の切り替え機構部において既存の電磁界アンテナを利用するための構成について説明するための側面図である。図１または図２に示す電磁界分布観測装置の動作の流れを説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１乃至１３，１１Ａ乃至１４Ａ電磁界アンテナ
２０アンテナ移動機構部
２１ａ乃至２１ｃ個別アンテナ上下動機構部（アンテナ保持部）
２１切り替え機構部（同軸プローブ２１Ｐ、回転機構部２１Ｒ、保持板２１Ｄ）
２１Ｒ回転機構部
２１Ｐ同軸プローブ
２１Ｃ同軸ケーブル
２１Ｄアンテナ保持板
２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂ、２８接続部
３０切り替え器
４０制御部
６０撮像系

Claims

測定対象物に近接させ、当該測定対象物から発せられる電磁波を測定する、互いに異なる検出機能を有する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを保持する保持部材と、
前記複数のアンテナのうち測定に供する任意の一のアンテナの出力を選択するアンテナ切り替え手段と、
前記測定に供する任意の一のアンテナが前記測定対象物に近接して配置されるように前記保持部材を移動する保持部材移動手段と
を有する電磁界分布観測装置。
前記保持部材は回転可能な保持板を有し、
前記アンテナ切り替え手段は、前記保持板に保持された前記複数のアンテナのうち前記測定に供する任意の一のアンテナの出力端に選択的に接触させる接触部材を有し、
前記保持板を回転させることにより、前記保持板に保持された複数のアンテナのうち前記測定に供する任意の一のアンテナの出力端を前記接触部材の位置に合致させて当該一のアンテナの出力端を前記接触部材に接触させる構成とされてなる
請求項１に記載の電磁界分布観測装置。
前記測定対象物及びその近傍を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段によって得られる、前記測定対象物と前記アンテナとの間の距離に関する情報に基づき、前記測定に供する任意の一のアンテナが前記測定対象物に近接して配置されるように前記保持部材を移動する際、前記アンテナの先端が測定対象物に接触しないように制御する制御手段とを有する
請求項１又は２に記載の電磁界分布観測装置。