JP2010151784A - 放射ｅｍｉ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定時間の短縮化や近傍界測定においても均一な放射パターンによる測定が可能な放射ＥＭＩ測定装置を提供する。
【解決手段】測定用アンテナ２−１，２−２の各位相中心点８−１，８−２が供試機器３に対向して水平に一列に並ぶように、各位相中心点８−１，８−２の高さを合わせて測定用アンテナ２−１，２−２を支持して電磁妨害波を測定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子部品や電子装置などの電子機器から放射された電磁妨害波を検出して測定する放射ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）測定装置に関するものである。

ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）試験とは、電子部品やこれを搭載する電子装置の電磁環境適合性を評価する試験であり、エミッション測定（ＥＭＩ測定）とイミュニティ試験（ＥＭＳ試験）がある。ＥＭＩ測定では、供試機器（電子部品や電子装置などの電子機器）から放射される電磁妨害波（以下、放射ＥＭＩと適宜記載する）の大きさが測定される。また、イミュニティ試験は、外部から電磁妨害波を受けた際における機器の耐性を評価する。

放射ＥＭＩ試験で使用する従来の放射ＥＭＩ測定装置は、一般的に測定用アンテナの数が１個であり、供試機器からの電磁妨害波が測定用アンテナのビーム幅を外れる範囲で放射される場合、測定用アンテナを移動させて測定する必要がある。例えば、測定用アンテナのビーム幅を供試機器の高さ方向に外れて電磁妨害波が放射される場合、測定用アンテナを供試機器の高さ方向に移動（ハイトスキャン）させて測定する。

測定用アンテナを駆動制御することなく測定する従来の技術として、例えば特許文献１に開示されるＥＭＩ測定装置がある。この装置では、供試機器をｘｙｚ座標の原点位置に配置し、複数の測定用アンテナをｘ−ｙ−ｚの３軸に配置することにより、測定用アンテナを駆動制御することなく、供試機器からの放射ＥＭＩの測定を可能としている。

特許２７４３８３９号公報

従来の放射ＥＭＩ測定では、測定用アンテナが１個のＥＭＩ測定装置を利用する場合、供試機器からの電磁妨害波が測定用アンテナのビーム幅を外れる範囲で放射されると、例えば測定用アンテナを高さ方向に移動（ハイトスキャン）させて測定する必要がある。このように測定用アンテナを移動させる場合、測定周波数が１ＧＨｚ未満であれば、測定用アンテナの移動速度はせいぜい数ｃｍ／秒で済む。

これに対して、測定周波数が１ＧＨｚ以上であると、測定用アンテナのビーム幅が狭くなるため、測定精度を維持するには、測定用アンテナの移動速度をＭＨｚ帯の測定時より遅くする必要がある。従って、供試機器における全ての部位から放射ＥＭＩを測定する際、ＭＨｚ帯の場合よりも余計に時間がかかるという課題がある。

また、特許文献１に記載される測定装置では、複数の測定用アンテナで供試機器からの電磁妨害波を受信することにより、測定用アンテナのハイトスキャンを省略している。
しかしながら、放射ＥＭＩ測定のように近傍界における測定では、複数の測定用アンテナの各位相中心と供試機器の一測定点との距離差により、各測定用アンテナの放射パターンを合成する際の位相差に起因した放射パターンの干渉（Ｎｕｌｌ点）が発生して合成放射パターンを均一に成形できない。

図１４は、従来の放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す図であり、供試機器の高さ方向に複数の測定用アンテナを等間隔に配置して、測定用アンテナの駆動によるハイトスキャンをすることなく、放射ＥＭＩ測定する場合を示している。図１４において、従来の放射ＥＭＩ測定装置１００は、測定用アンテナ１０１−１〜１０１〜４、合成器１０３、プリアンプ１０４及び受信機１０５を備える。また、供試機器１０２は、ターンテーブル１０６上に設置される。

測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４は指向特性を有しており、受信可能な範囲を示すビーム内に入射した電磁波のみを受信することができ、ビームの範囲外から入射する電磁波はほとんど受信できない。また、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４は、ＧＨｚ帯の電磁妨害波を受信できるように、ダブルリジッドホーン型アンテナとする。

また、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４は、上記アンテナビームが供試機器１０２側に向き、かつ供試機器１０２からの放射ＥＭＩを受信可能な距離（アンテナビームの範囲内に供試機器１０２が入る距離）に配置される。さらに、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４を供試機器１０２の高さ方向にそれぞれ等間隔に配置する。

供試機器１０２は、ターンテーブル１０６により鉛直軸中心に回転させられ、このとき供試機器１０２から放射される電磁妨害波が測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４によって受信される。合成器１０３は、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４の受信出力を合成し、プリアンプ１０４に出力する。プリアンプ１０４では、合成器１０３を介して入力した妨害波信号を増幅して受信機１０５へ供給する。受信機１０５は、入力した妨害波信号から放射ＥＭＩを測定する。

図１５は、図１４中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフであり、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４のそれぞれの高さ方向の間隔ｈを１ｍとし、測定周波数を６ＧＨｚとした場合の測定結果を示している。図１５に示すように、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４は、供試機器１０２の高さ方向に広い放射パターンを形成するが、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４の各放射パターンを合成する際の位相差による放射パターンの干渉（Ｎｕｌｌ点）が発生した不均一な放射パターンとなっている。

これは、近傍界における測定となる放射ＥＭＩ測定で複数の測定用アンテナを用いた場合に不可避的に発生する課題である。つまり、遠方界であれば、供試機器１０２と測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４との距離が長いため、供試機器１０２の一測定点までの測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４のそれぞれの光路差が小さい。この場合、測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４の各放射パターンの位相差によるヌル（Ｎｕｌｌ）が発生しにくい。

これに対して、放射ＥＭＩ測定のような近傍界では、供試機器１０２と測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４との距離が短く、供試機器１０２の一測定点までの測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４のそれぞれの光路差が大きくなる。このため、各測定用アンテナ１０１−１〜１０１−４の各放射パターンの位相差により、図１５に示すような不感帯となるヌルが発生する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、測定時間の短縮化や近傍界測定においても均一な放射パターンによる測定が可能な放射ＥＭＩ測定装置を得ることを目的とする。

この発明に係る放射ＥＭＩ測定装置は、供試機器から放射される電磁妨害波を受信する複数の測定用アンテナと、前記複数の測定用アンテナの各位相中心点が前記供試機器に対向して水平に一列に並ぶように前記各位相中心点の高さを合わせて前記複数の測定用アンテナを支持する位置決め手段と、前記複数の測定用アンテナの受信出力を合成する合成手段と、前記合成された信号を入力して前記電磁妨害波を測定する受信処理手段とを備えるものである。

この発明によれば、複数の測定用アンテナの各位相中心点が供試機器に対向して水平に一列に並ぶように、各位相中心点の高さを合わせて複数の測定用アンテナを支持して電磁妨害波を測定するので、複数の測定用アンテナの位相差による放射パターンの干渉を抑制することができ、均一な合成放射パターンの放射ＥＭＩ測定用アンテナを有する測定装置を実現することができる。また、複数の測定用アンテナの各ビーム放射方向を傾斜させることにより、高周波数帯域（例えば、ＧＨｚ帯）であってもビーム幅の広い放射パターンが得られる。これにより、従来のハイトスキャンのように１個のアンテナを高さ方向又は横方向に移動させることなく、ＧＨｚ帯での測定における測定時間を大幅に短縮することができる。

この発明の実施の形態１による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図である。 図１中の測定用アンテナと供試機器との詳細な位置関係を示す上面図である。 図１中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフである。 図１中の測定用アンテナの位置決め機構の一例を示す図である。 この発明の実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図である。 図５中の測定用アンテナの側面図である。 測定用アンテナ単体の放射パターンを示すグラフである。 図５中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフである。 図５中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフである。 測定用アンテナの偏波面の変更を説明するための図である。 この発明の実施の形態３による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図である。 仰角及び俯角を与えた複数の測定用アンテナによる合成放射パターンを示す図である。 この発明の実施の形態４による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図である。 従来の放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す図である。 図１４中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフである。 この発明の実施の形態５による各測定用アンテナの仰角／俯角の計算結果を示すグラフである。 この発明の実施の形態７による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す図である。 図１７中の測定用アンテナの偏波面を説明するための図である。 この発明の実施の形態７による放射ＥＭＩ測定装置の他の構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図であり、装置構成は機能ブロックで示し、放射ＥＭＩ測定における測定用アンテナ及び供試機器の配置を斜視図で示している。図１に示すように、実施の形態１による放射ＥＭＩ測定装置１は、測定用アンテナ２−１，２−２、合成器（合成手段）４、プリアンプ５及び受信機（受信処理手段）６を備える。また、供試機器３は、電子部品やこれを備えた電子装置などの電子機器であり、ターンテーブル７上に設置される。

測定用アンテナ２−１，２−２は、図１に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２の各位相中心点８−１，８−２が供試機器３の正面に対向して水平に一列に並ぶように各位相中心点８−１，８−２の高さを合わせて配置される。また、測定用アンテナ２−１，２−２は、ＧＨｚ帯の電磁妨害波を受信できるようにダブルリジッドホーン型アンテナとしている。

図２は、図１中の測定用アンテナと供試機器との詳細な位置関係を示す上面図である。測定用アンテナ２−１，２−２は、供試機器３の正面上の被測定点Ｐとが、図２に示す位置関係となるように配置される。ここで、供試機器３の被測定点Ｐは、測定用アンテナ２−１，２−２の中点（図１中の位相中心点８−１，８−２）Ａ，Ｂのそれぞれから等しい距離にあり、線分ＡＢの中点Ｏから供試機器３の正面へ引いた垂線上にある。つまり、測定用アンテナ２−１，２−２は、線分ＡＯと線分ＢＯの長さが等しく、線分ＡＰと線分ＢＰの長さが等しくなるように配置される。

このように測定用アンテナ２−１，２−２を配置することにより、供試機器３において、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２の双方との距離が等しい被測定点の集合が被測定面となる。

図３は、図１中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフであり、測定用アンテナ２−１，２−２の水平方向の間隔（位相中心点８−１，８−２間の距離）ａを０．２ｍとし、測定周波数を６ＧＨｚとした場合の測定結果を示している。図３から明らかなように、実施の形態１による放射ＥＭＩ測定装置１では、測定用アンテナ２−１，２−２の放射パターンの干渉（ヌル）が生じない均一なパターンが得られる。

これは、測定用アンテナ２−１，２−２を、図１，２を用いて説明した位置関係で配置することにより、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２と供試機器３の被測定面上の任意の点との間の距離が常に等しくなり、測定用アンテナ２−１の位相中心点８−１と供試機器３の被測定点との光路差が０で、かつ測定用アンテナ２−２の位相中心点８−２と供試機器３の被測定点との光路差が０となり、光路差による位相差も０となるため、図１５で示したようなヌルが生じなくなる。

図４は、図１中の測定用アンテナの位置決め機構（位置決め手段）の一例を示す図である。図４において、測定用アンテナ２−１，２−２はシャフト９−１，９−２にそれぞれ取り付けられる。シャフト９−１，９−２は、支持ブロック１０−１，１０−２に取り付けられ、図４中に矢印で示すようにその軸周りに回動可能である。

支持台１１には、アンテナマスト１２−１，１２−２が設けられており、支持ブロック１３−１，１３−２が、それぞれアンテナマスト１２−１，１２−２に沿って上下移動可能に取り付けられる。また、支持ブロック１３−１，１３−２は、上述した支持ブロック１０−１，１０−２が軸１４−１，１４−２周りに回動可能に支持される。

図１，２を用いて説明した位置関係で測定用アンテナ２−１，２−２を配置するには、支持ブロック１０−１，１０−２を軸１４−１，１４−２周りに回動させて測定用アンテナ２−１，２−２の各位相中心点８−１，８−２の水平方向の位置を合わせ、支持ブロック１３−１，１３−２をスライドさせて測定用アンテナ２−１，２−２の高さ（位相中心点８−１，８−２の高さ）が一致する位置に固定する。これにより、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２が同じ高さで水平に一列に並んだ状態となる。

上述のようにして測定用アンテナ２−１，２−２の位置固定を実行した支持台１１を、供試機器３に対向させて配置すると、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２との距離が等しい供試機器３の外面（測定用アンテナ２−１，２−２のアンテナ面に対向する外面）上の被測定点が決定され、これら被測定点の集合で被測定面が規定される。

なお、シャフト９−１，９−２、支持ブロック１０−１，１０−２、及び支持ブロック１３−１，１３−２は、精密に位置合わせが可能であればよく、また駆動機構を設けて、自動的に位置合わせできるように構成してもよい。

次に放射ＥＭＩの測定について説明する。
先ず、上述した位置関係で測定用アンテナ２−１，２−２及び供試機器３を配置し、ターンテーブル７により供試機器３を鉛直軸中心に回転させる。このとき、供試機器３から放射される電磁妨害波が測定用アンテナ２−１，２−２で受信する。

測定用アンテナ２−１，２−２で受信された妨害波信号は、合成器４により合成されてプリアンプ５に出力される。プリアンプ５では、合成器４を介して入力した妨害波信号を増幅して受信機６へ供給する。受信機６は、入力した妨害波信号から放射ＥＭＩを測定する。

なお、上述した説明では、測定用アンテナ２−１，２−２がダブルリジッドホーン型アンテナである場合を示したが、本発明はダブルリジッドホーン型に限定されるものではない。また、測定用アンテナ２−１，２−２の偏波面は、互いの偏波面が同一であればＥ面及びＨ面のいずれであっても構わない。

以上のように、この実施の形態１によれば、測定用アンテナ２−１，２−２の各位相中心点８−１，８−２が供試機器３に対向して水平に一列に並ぶように、各位相中心点８−１，８−２の高さを合わせて測定用アンテナ２−１，２−２を支持して電磁妨害波を測定するので、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２と供試機器３の被測定面上の任意の点との間の距離が常に等しくなり、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２のそれぞれと供試機器３の被測定点との光路差が０となって、光路差に起因した位相差も０となる。これにより、複数の測定用アンテナを用いても、各測定用アンテナの放射パターンが互いに干渉することなく、均一な放射パターンを実現することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、上記実施の形態１の構成において、一方の測定用アンテナに下向きの角度（俯角）を与え、他方の測定用アンテナに上向きの角度（仰角）を与えた場合を説明する。

図５は、この発明の実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図であり、装置構成は機能ブロックで示し、放射ＥＭＩ測定における測定用アンテナ及び供試機器の配置を斜視図で示している。図５に示すように、実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置１では、測定用アンテナ２−１に下向きの角度（俯角）を与え、他方の測定用アンテナ２−２に上向きの角度（仰角）を与えている。なお、図５において、図１と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図６は、図５中の測定用アンテナの側面図であり、測定用アンテナ２−１，２−２における俯角、仰角の付け方を示している。測定用アンテナ２−１，２−２における俯角、仰角の付け方としては、図６に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２を通る水平線（図５中に一点破線で示す）を軸として、当該水平線周りに測定用アンテナ２−１，２−２を傾斜させて下向き、上向きの角度を与える。この結果、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２の位置を変化させずに、測定用アンテナ２−１，２−２のアンテナ面に俯角θ２、仰角θ１を付けることができる。

図７は、測定用アンテナ単体の放射パターンを示すグラフであり、測定周波数６ＧＨｚとし、測定用アンテナとして用いたダブルリジッドホーン型アンテナのＥ面偏波を示している。図７に示すように、ＧＨｚ帯では高周波になるほど、測定用アンテナの放射パターンのビーム幅が狭くなる傾向がある。また、このような測定用アンテナを、上記実施の形態１で示したように各測定用アンテナのビーム放射方向が水平に並ぶように配置すると、ビーム合成によりビーム幅がさらに絞られてしまう。

そこで、この実施の形態２では、上述したように測定用アンテナ２−１のアンテナ面に俯角θ２を与えてビーム放射方向を水平方向に対して下向きに傾斜させ、測定用アンテナ２−２のアンテナ面に仰角θ１を与えてビーム放射方向を水平方向に対して上向きに傾斜させ、測定用アンテナ２−１，２−２の放射パターンを上下方向に振り分ける。このようにすることにより、測定用アンテナ２−１，２−２の放射パターンのビーム合成が抑制され、広いビーム幅の放射パターンを実現することができる。これにより、放射ＥＭＩの検出感度を向上することが可能である。

図８及び図９は、図５中の測定用アンテナの放射パターンを示すグラフであり、アンテナの水平方向の間隔ａを０．２ｍとし、アンテナの仰角θ１、俯角θ２を水平方向（図６中のｘ軸）基準にそれぞれ２３度とした場合における様々な測定周波数での結果を示している。図８に示す符号ｆ１を付した放射パターンは、測定周波数を１ＧＨｚとした場合の結果であり、図７に示したアンテナ単体の場合と比較して格段に広いビーム幅が実現されている。

また、図８に示す符号ｆ２を付した放射パターンは測定周波数が２ＧＨｚ、符号ｆ３を付した放射パターンは測定周波数が３ＧＨｚとした場合の結果であり、ＧＨｚ帯で徐々に高周波にしても広いビーム幅が維持される。さらに、図９に示す符号ｆ４，ｆ５，ｆ６を付した放射パターンは、それぞれ測定周波数を４ＧＨｚ、５ＧＨｚ、６ＧＨｚとした場合の結果であり、この範囲で高周波とした場合であっても、アンテナ単体の場合と比較して格段に広いビーム幅が得られる。

なお、測定用アンテナ２−１，２−２に仰角、俯角を付ける手段としては、上記実施の形態１の図４で示した位置決め機構を用いる。例えば、支持ブロック１０−１を軸１４−１周りに下向きに回動させて測定用アンテナ２−１に所定の俯角を与え、支持ブロック１０−２を軸１４−２周りに上向きに回動させて測定用アンテナ２−２に所定の仰角を与えて、支持ブロック１０−１，１０−２の位置を固定する。この状態で、支持ブロック１３−１，１３−２をアンテナマスト１２−１，１２−２に沿って移動させ、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２の高さが一致する位置で固定する。

なお、上述の説明では、上記実施の形態１と同様に、測定用アンテナ２−１，２−２としてダブルリジッドホーン型アンテナを用いる場合を示したが、アンテナはダブルリジッドホーン型に限定されるものではない。また、測定用アンテナ２−１，２−２の偏波面は、互いの偏波面が同一であればＥ面及びＨ面のいずれであっても構わない。

また、測定用アンテナ２−１に俯角を与え、測定用アンテナ２−２に仰角を与える場合を示したが、仰角と俯角の与え方を測定用アンテナ２−１，２−２で入れ替えても構わない。この場合、放射パターンが上下対称に入れ替わり、供試機器の正面側の放射パターンも同様に上下対称に入れ替わるだけである。

以上のように、この実施の形態２によれば、測定用アンテナ２−１，２−２のうちの一方の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して上向きに傾斜させ、他方の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して下向きに傾斜させて支持する。このようにすることで、測定用アンテナ２−１に下向きの角度（俯角）を与え、他方の測定用アンテナ２−２に上向きの角度（仰角）を与えることができ、測定用アンテナ２−１及び測定用アンテナ２−２の放射パターンがそれぞれ上下方向に振り分けられて、図８及び図９に示すように広いビーム幅の放射パターンが得られる。

さらに、上記実施の形態１と同様に、位相中心点８−１，８−２の高さを一致させているので、測定用アンテナ２−１，２−２の位相中心点８−１，８−２と供試機器３の被測定点との光路差による位相差も０となり、放射パターンの干渉がない均一な放射パターンが得られる。

このように、均一かつビーム幅の広い放射パターンのＧＨｚ帯放射ＥＭＩ測定用アンテナを実現できるため、電子機器からの放射電磁妨害波を測定するＧＨｚ帯放射ＥＭＩ測定において、測定用アンテナのハイトスキャンなしに測定が可能であり、測定時間を大幅に短縮することが可能となる。

また、上記実施の形態２において、測定用アンテナ２−１，２−２の各偏波面を回転自在に支持するように構成し、測定用アンテナ２−１，２−２の偏波面をそれぞれ別個に変更してもよい。例えば、図４に示した位置決め機構を用い、図４中に矢印で示すように、シャフト９−１，９−２を回動させる。ここで、垂直偏波の場合は、図１０上段に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２の偏波面を合わせ、水平偏波の場合は、シャフト９−１，９−２を９０度回転させて、図１０下段に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２の偏波面を合わせる。

実施の形態３．
この実施の形態３は、上記実施の形態２の構成において、測定用アンテナの台数を３以上の奇数台とし、３以上の奇数台の測定用アンテナの各位相中心点が通る線分の中点に位置する位相中心点に関して左右対称となるように、３以上の奇数台の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して傾斜（仰角、俯角）させて支持した場合を説明する。

図１１は、この発明の実施の形態３による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図であり、装置構成は機能ブロックで示し、放射ＥＭＩ測定における測定用アンテナ及び供試機器の配置を斜視図で示している。図１１に示すように、実施の形態３による放射ＥＭＩ測定装置１は、３台の測定用アンテナ２−１，２−２，２−３を備え、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３を水平方向に並べた中央の測定用アンテナ２−２を基準として左右対称となるように、各測定用アンテナに仰角、俯角を付けている。

図１１の例では、中央の測定用アンテナ２−２には上向きの角度（仰角）を与え、その左右に位置する測定用アンテナ２−１，２−３は下向きの角度（俯角）を与えることにより、各アンテナ面が水平方向に対称に配置される。なお、図１１において、図１と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

また、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３は、図１１に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３の各位相中心点８−１，８−２，８−３が供試機器３の正面に対向して水平に一列に並ぶように各位相中心点８−１，８−２，８−３の高さを合わせて配置される。この状態で、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３の各位相中心点８−１，８−２，８−３が通る線分の中点に位置する位相中心点８−２に関して左右対称となるように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３のビーム放射方向を水平方向に対して傾斜させて仰角、俯角を付ける。これにより、測定用アンテナ２−１，２−３の位相中心点８−１，８−３の双方との距離が等しい供試機器３の上記被測定点の集合が被測定面となる。

図１２は、仰角及び俯角を与えた複数の測定用アンテナによる合成放射パターンを示す図であり、図１２（ａ）は２台の測定用アンテナの放射パターンを示しており、図１２（ｂ）は３台の測定用アンテナの放射パターンを示している。ここで、図１２（ａ）の結果は、上記実施の形態２と同様に、２台の測定用アンテナにダブルリジッドホーン型アンテナを使用し、測定用アンテナのホーン仰角／俯角を±２３度とし、水平方向のアンテナ間隔ａを０．２ｍとして、円筒スキャンした実測値である。２台の測定用アンテナで左右に仰角、俯角を付けた場合、図１２（ａ）に示すように、各測定用アンテナの放射パターンの極大値が斜めに現れ、合成放射パターンも斜めになってしまう。

一方、図１２（ｂ）の結果は、ホーン仰角／俯角を±１７度とし、水平方向のアンテナ間隔ａを０．１８ｍとして、図１１と同様に３台のアンテナ（角錐ホーン）を配置した構成における平面スキャンを模擬した計算結果を示している。このように、実施の形態３では、下向きの測定用アンテナ２−１，２−３及び上向きの測定用アンテナ２−２のそれぞれの放射パターンが合成されるため、水平方向の中央のパターンが真っ直ぐとなる。つまり、垂直方向（図６参照）にも放射パターンが形成され、供試機器３からの放射ＥＭＩの最大放射方向を容易に特定することが可能である。

なお、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３に仰角、俯角を付ける手段としては、例えば上記実施の形態１の図４で示した位置決め機構にアンテナマストや支持ブロックを追加したものを用いる。

また、上述の説明では、測定用アンテナを３台備える場合を示したが、５台以上の奇数台であっても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、この実施の形態３によれば、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３の各位相中心点８−１，８−２，８−３が通る線分の中点に位置する位相中心点８−２に関して左右対称となるように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３のビーム放射方向を水平方向に対して傾斜（仰角、俯角）させて支持する。このようにすることにより、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３のビーム合成で垂直な放射パターンを形成することが可能となり、供試機器３の最大放射方向の特定が容易となる。

実施の形態４．
この実施の形態４は、上記実施の形態２の構成において、測定用アンテナの台数を４以上の偶数台とし、４以上の偶数台の測定用アンテナの各位相中心点が通る線分の中点に関して左右対称となるように、４以上の偶数台の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して傾斜（仰角、俯角）させて支持した場合を説明する。

図１３は、この発明の実施の形態４による放射ＥＭＩ測定装置の構成を概略的に示す図であり、装置構成は機能ブロックで示し、放射ＥＭＩ測定における測定用アンテナ及び供試機器の配置を斜視図で示している。図１３に示すように、実施の形態４による放射ＥＭＩ測定装置１は、４台の測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４を備え、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４の各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４が通る線分の中点に関して左右対称となるように各測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４に仰角、俯角を付けている。

図１３の例では、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４の各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４が通る線分の中点を介して隣り合う測定用アンテナ２−２，２−３には仰角を与えてビーム放射方向を水平方向に対して上向きの角度で傾斜させ、その左右に位置する測定用アンテナ２−１，２−４は俯角を与えて下向きの角度で傾斜させることにより、各アンテナ面が前記中点に関して対称に配置される。なお、図１３において、図１と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

また、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４は、図１３に示すように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４の各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４が供試機器３の正面に対向して水平に一列に並ぶように各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４の高さを合わせて配置される。この状態で、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４の各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４が通る線分の中点に関して左右対称となるように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４のビーム放射方向を水平方向に対して傾斜させて仰角、俯角を付ける。これにより、測定用アンテナ２−１，２−４の位相中心点８−１，８−４の双方との距離が等しく、測定用アンテナ２−２，２−３の位相中心点８−２，８−３の双方との距離が等しい供試機器３の上記被測定点の集合が被測定面となる。

実施の形態４による測定用アンテナでの合成放射パターンは、上記実施の形態３で示した図１２（ａ）の放射パターンを左右対称で合成したものとなる。この場合においても、下向きの測定用アンテナ２−１，２−４及び上向きの測定用アンテナ２−２，２−３のそれぞれの放射パターンが合成されるため、水平方向の中央のパターンが真っ直ぐとなる。このように垂直方向（図６参照）にも放射パターンが形成されることから、供試機器３の最大放射方向を容易に特定することが可能である。

なお、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４に仰角、俯角を付ける手段としては、例えば上記実施の形態１の図４で示した位置決め機構にアンテナマストや支持ブロックを追加したものを用いる。

また、上述の説明では、測定用アンテナを４台備える場合を示したが、６台以上の偶数台であっても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、この実施の形態４によれば、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４の各位相中心点８−１，８−２，８−３，８−４が通る線分の中点に関して左右対称となるように、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４のビーム放射方向を水平方向に対して傾斜させて支持する。このようにすることにより、測定用アンテナ２−１，２−２，２−３，２−４のビーム合成で垂直な放射パターンを形成することが可能となり、供試機器３の最大放射方向の特定が容易となる。

実施の形態５．
この実施の形態５は、上記実施の形態１の構成において、仰角／俯角を２３°とした場合である。

図１６は、この発明の実施の形態５による各測定用アンテナの仰角／俯角の計算結果を示すグラフであり、３ｄＢビーム幅の周波数特性（計算値）を示している。なお、測定距離ｄは３ｍ、供試機器の高さｗは３ｍとする。この場合、要求される３ｄＢビーム幅は、ＣＩＳＰＲ（国際無線障害特別委員会）規格のＣＩＳＰＲ１６−２−３ ２００６よって、下記式（１）で表される。
ｗ＝２ｄｔａｎ（０．５×θ３ｄＢ) ・・・（１）
上記式（１）より、上記条件では、３ｄＢビーム幅θ３ｄＢが５３．２°となる。

また、測定用アンテナには２台のダブルリジッドホーン型アンテナを用い、それぞれのアンテナに仰角／俯角を与えて構成した場合、仰角／俯角に応じて３ｄＢビーム幅が大きくなる（仰角／俯角＝２０〜２５°の場合）。しかしながら、仰角／俯角＝２６°になると、ビームに現れるリップルの振幅が３ｄＢを超過する。これにより、θ３ｄＢ＝５３．２°を満たす測定用アンテナの仰角／俯角は、安全マージンを見込んで仰角／俯角＝２３°を最適角度とすれば良い。

以上のように、この実施の形態５によれば、仰角／俯角＝２３°とすることで、３ｄＢビーム幅の要求値（＝５３．２°）を満足し、３ｄＢビーム幅を最大限に拡大し、かつ、ビーム幅のリップルを３ｄＢ以内に抑えることが可能となる。

実施の形態６．
この実施の形態６は、上記実施の形態１の構成において、合成器とＲＦセレクタとを接続するケーブルを、同等の電気特性で、かつ同じ長さとした場合である。

上述したように、実施の形態６による放射ＥＭＩ測定装置は、上記実施の形態１で図１を用いて説明した構成と基本的に同様であるが、合成器４と、ＲＦセレクタである測定用アンテナ２−１及び測定用アンテナ２−２とをそれぞれ接続するケーブルを、同等の電気特性を有し、かつ同じ長さとしている。

一般的に、信号はケーブルが長くなると減衰する特性を有するので、ケーブル長さは、可能な限り短くした方がよい。また、合成器４及びアンテナ２−１と、合成器４及びアンテナ２−２との間では、ケーブルでの信号減衰量は同じにする必要がある。

ケーブルによる信号減衰量の上限値は、マルチビームアンテナの利得によって決定されるため、合成器４と測定用アンテナ２−１，２−２とをそれぞれ接続するケーブルを、同等の電気特性を有し、かつ同じ長さとすることにより、アンテナ利得が大きい場合は、ケーブルの信号減衰量の上限値が緩和される。また、ケーブルの長さの違いによる位相差が低減するため、測定アンテナ２−１，２−２からの各信号の位相差を低減し、Ｎｕｌｌ点を減少させることが可能となる。

実施の形態７．
この実施の形態７は、上記実施の形態１の構成において、測定用アンテナが偏波を共用可能な場合であり、かつ、各々の偏波毎に端子を備えている場合である。

図１７は、この発明の実施の形態１において、測定用アンテナが偏波を共用可能な場合であり、かつ、各々の偏波毎に端子を備えている場合の構成を示す図である。また、この実施の形態で使用する放射ＥＭＩ測定用アンテナ（クワッド・リッジホーン・アンテナ）を図１８に示す。
偏波を共用可能な測定用クワッド・リッジホーン・アンテナ１５−１，１５−２（ここではリッジホーン・アンテナを例とする）は、図１８に示すように、水平と垂直の両偏波を１台のアンテナで測定できるように、両偏波のリッジを備え、両偏波の信号を独立して送受信できるように端子を２つ備えている。このアンテナを適用する場合は、測定用アンテナ１５−１，１５−２の水平偏波用の端子を合成器４−１に接続し、一方、測定用アンテナ１５−１，１５−２の垂直偏波用の端子を合成器４−２に接続し、ＲＦセレクタ１６で所望の偏波面の信号を選択するような構成とする。

また、図１９のように、各測定用アンテナ１５−１，１５−２の水平偏波用信号と垂直偏波用信号との２信号を、ＲＦセレクタ１６−１，１６−２にそれぞれ入力して切替を行っても良い。この場合には、ＲＦセレクタ１６−１とＲＦセレクタ１６−２との切替は、水平偏波用信号のみ、又は垂直偏波用信号のみを選択するように同時に切替を行う必要がある。

以上の構成により、アンテナの偏波回転機構を設けることなく、水平及び垂直偏波の放射ＥＭＩ測定が可能となる。

１ 放射ＥＭＩ測定装置、２−１〜２−４，１５−１，１５−２ 測定用アンテナ、３ 供試機器、４，４−１，４−２ 合成器（合成手段）、５ プリアンプ、６ 受信機（受信処理手段）、７ ターンテーブル、８−１〜８−４ 位相中心点、９−１，９−２ シャフト、１０−１，１０−２，１３−１，１３−２ 支持ブロック、１１ 支持台、１２−１，１２−２ アンテナマスト、１４−１，１４−２ 軸、１６，１６−１，１６−２ ＲＦセレクタ、１００ 放射ＥＭＩ測定装置、１０１−１〜１０１〜４ 測定用アンテナ、１０２ 供試機器、１０３ 合成器、１０４ プリアンプ、１０５ 受信機、１０６ ターンテーブル。

Claims (6)

1. 供試機器から放射される電磁妨害波を受信する複数の測定用アンテナと、
   前記複数の測定用アンテナの各位相中心点が前記供試機器に対向して水平に一列に並ぶように前記各位相中心点の高さを合わせて前記複数の測定用アンテナを支持する位置決め手段と、
   前記複数の測定用アンテナの受信出力を合成する合成手段と、
   前記合成された信号を入力して前記電磁妨害波を測定する受信処理手段とを備えた放射ＥＭＩ測定装置。
2. 位置決め手段は、複数の測定用アンテナの各偏波面を回転自在に支持することを特徴とする請求項１記載の放射ＥＭＩ測定装置。
3. 複数の測定用アンテナとして２台の測定用アンテナを備え、
   位置決め手段は、一方の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して上向きに傾斜させ、他方の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して下向きに傾斜させて支持することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放射ＥＭＩ測定装置。
4. 複数の測定用アンテナとして４以上の偶数台の測定用アンテナを備え、
   位置決め手段は、前記４以上の偶数台の測定用アンテナの各位相中心点が通る線分の中点に関して左右対称となるように、前記４以上の偶数台の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して傾斜させて支持することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放射ＥＭＩ測定装置。
5. 複数の測定用アンテナとして３以上の奇数台の測定用アンテナを備え、
   位置決め手段は、前記３以上の奇数台の測定用アンテナの各位相中心点が通る線分の中点に位置する位相中心点に関して左右対称となるように、前記３以上の奇数台の測定用アンテナのビーム放射方向を水平方向に対して傾斜させて支持することを特徴とする請求項１または請求項２記載の放射ＥＭＩ測定装置。
6. 複数の測定用アンテナとして偏波が共用可能な測定用アンテナを備え、
   前記測定用アンテナは、各々の偏波毎の端子を備えることを特徴とする請求項１または請求項３記載の放射ＥＭＩ測定装置。

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