JP2013044660A - 電界プローブ及び電界測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中心導体2と、誘電体材料からなり中心導体2の外周に設けられた第一誘電体部3と、第一誘電体部3の外周に設けられた外導体4とを備えた電界プローブ1において、外導体4の先端側の外周面4b上に誘電体材料を被覆してなる第二誘電体部5を設ける。
【選択図】図2
Description
自家中毒を予防するには、従来の電磁両立性への配慮だけでなく、電子機器で発生する電磁波の強度と発生源の位置とを正確に把握することが肝要である。とりわけ、電磁波発生源の近傍における電磁界の状態を正確に可視化する測定技術が望まれる。
しかし、電界プローブの先端にはz軸方向の成分だけでなくx軸,y軸方向の電界成分が作用し、三軸の電界成分が反映された電界が検出されることになる。つまり、電界のx軸成分やy軸成分の存在によって正確なz軸成分の値が不明確となり、このことが放射源の位置の特定を困難にしているという実情がある。
また、前記目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
図1は、実施形態に係る電界測定装置10の構成を例示する斜視図である。この電界測定装置10は、例えば電子部品を実装したプリント回路基板12や、電子回路を内蔵した家電機器,コンピュータ,無線送受信装置,携帯電話機といった電子機器類の近傍における電界を測定するものであり、スペクトラムアナライザ6(計測装置)及び電界プローブ1を備える。
[2−1.理論値]
上記の電界プローブ1による電界測定の数値解析モデルとして用意されたマイクロストリップライン9(電磁波伝送路)を図3に例示する。このマイクロストリップライン9は、誘電体からなる基板8の上面に直線状の導体線路7を設けたものである。また、基板8の下面は全面がグラウンド層13である。この数値解析に際し、マイクロストリップライン9の基板8を200[mm]角の正方形状とし、その厚さ(導体線路7とグラウンド層13との距離)を1[mm] ,導体線路7の幅を2[mm]に設定し、基板端部で導体線路7を終端させた。なお、基板の比誘電率は4とした。
図4中に太実線で示すように、数値解析による電界強度の理論値は、距離x=0で最大値をとり、距離xが増大するに連れて減少する。また、x=x1で極小値,x=x2で極大値をとり、距離x2よりも遠方では大きく減衰する。
次に、上記の数値解析モデルに対し、従来の同軸型プローブに相当する比較用プローブ11を適用した場合に検出される電界強度の推定値を数値解析し、比較用プローブ11の侵襲性を確認した。この解析で想定した比較用プローブ11は、図3中に示すように、前述の電界プローブ1から第二誘電体部5を取り除いたものに相当する。
これは、比較用プローブ11がマイクロストリップライン9の電界のうち、z方向の電界成分(Ez成分)だけでなくx方向の電界成分(Ex成分)をも検出しているためであると考えられる。
続いて、上記の数値解析モデルに対し、上述の電界プローブ1を適用した場合に検出される電界強度の推定値を数値解析した。ここで想定した電界プローブ1は、上記の比較用プローブ11の先端に第二誘電体部5を装荷したものである。ここでは、第二誘電体部5の外径を11[mm]とし、長さを25[mm]とした。また、第二誘電体部5の化学的組成は誘電体材料とし、比誘電率を100,損失を0とした。
マイクロストリップライン9の近傍における電気力線の状態を図5に模式的に示す。ここでは、導体線路7上の電荷が正である瞬間の状態を例示する。電界プローブ1が存在しないとき、マイクロストリップライン9を中心として放射方向に延びるそれぞれの電気力線がグラウンド層13に向かって垂直に進入する。一方、電界プローブ1が導体線路7の上方に位置するとき、電界プローブ1の下方で電気力線が中心導体2側に引き寄せられる。
これにより、中心導体2に作用する電界はEz成分が優位となり、Ex成分に由来する乱れが減少し、電界プローブ1は中心導体2の先端2aに作用するEz成分に対応する電圧信号を生成する。したがって、マイクロストリップライン9の近傍界の電界測定において、電界プローブ1はEx成分の影響を受けにくくなり、電界のEz成分の検出精度が向上する。
第二誘電体部5の組成及び形状を変更したときに電界の検出精度がどのように変化するかを推定したシミュレーション結果を図6(a)〜(d)に示す。ここでは、第二誘電体部5の比誘電率及び損失の大きさを以下の表1に示すような設定とし、それぞれの場合のシミュレーション結果を図6(a)〜(d)に示す。
(1)開示の電界プローブ1によれば、外導体4の先端4a側の外周面4bを第二誘電体部5で被覆することにより、電界プローブ1の先端部近傍に作用する電界の向きを電界プローブ1の延在方向(すなわちz軸方向)に矯正することができる。これにより、x軸方向の電界成分を減少させることができ、測定対象の電界強度を精度よく検出することができる。
開示の実施形態の一例に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。以下の変形例において、上述の実施形態と同一の要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
上述の実施形態では、第二誘電体部5に空気よりも大きい比誘電率を有する誘電体材料を含む電界プローブ1を例示したが、さらに損失性材料を第二誘電体部5に含ませることで電界の検出精度をより向上させることが可能となる。
損失性材料とは、電磁波を吸収して熱エネルギーに変換する機能を持つ材料であり、エネルギーの変換メカニズムの相違により、おもに磁性損失材料と誘電性損失材料との二種類に分類される。
ここで、第二誘電体部5の代わりに誘電体材料及び磁性損失材料を含む損失性材料部15を取り付けた電界プローブ14を用いた電界測定を想定して、マイクロストリップライン9の近傍界における電界分布の変化について説明する。
上述の実施形態では、電界プローブ1の先端がフラットに形成されたものを例示したが、図8(a)に示すように、中心導体2を第一誘電体部3,外導体4及び第二誘電体部5の端面から突出させてもよい。この場合、第一誘電体部3及び第二誘電体部5の端面を外導体4の端面と一致させて、外導体4の内周面及び外周面4bを露出させないようにすることが考えられる。
第一誘電体部3に関しても同様であり、第一誘電体部3の先端3aを外導体4の先端4aと同一平面上に位置させるか、あるいは先端4aよりも下方まで延設することが好ましい。
また、上述の実施形態では、円筒状に形成された第二誘電体部5を例示したが、第二誘電体部5の具体的な形状はこれに限定されない。例えば、図8(b)に示すように、外導体4の先端4a側ほど外径が縮径した形状としてもよい。第二誘電体部5の先端を細く形成することにより、狭隘な箇所の電界を検出しやすくすることができる。
2 中心導体
3 第一誘電体部
4 外導体
5 第二誘電体部
6 スペクトラムアナライザ(計測装置)
10 電界測定装置
Claims (11)
- 中心導体と、
誘電体材料からなり前記中心導体の外周に設けられた第一誘電体部と、
前記第一誘電体部の外周に設けられた外導体と、
前記外導体の先端側の外周面上に誘電体材料を被覆してなる第二誘電体部と
を備えたことを特徴とする、電界プローブ。 - 前記第二誘電体部が、空気よりも大きい比誘電率を有する誘電体材料を含有する
ことを特徴とする、請求項1記載の電界プローブ。 - 前記第二誘電体部の端面が、前記外導体の端面に一致する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の電界プローブ。 - 前記中心導体が、前記外導体の端面から突出して設けられる
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の電界プローブ。 - 前記第二誘電体部が、電磁波を吸収する損失性材料を含有する
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の電界プローブ。 - 前記損失性材料が、磁性損失材料を含有する
ことを特徴とする、請求項5記載の電界プローブ。 - 前記損失性材料が、誘電性損失材料を含有する
ことを特徴とする、請求項5又は6記載の電界プローブ。 - 前記損失性材料部が、前記外導体の端部側ほど前記電磁波の吸収率が高く設定されている
ことを特徴とする、請求項5〜7の何れか1項に記載の電界プローブ。 - 前記第二誘電体部が、前記外導体の端部側ほど細く形成されたテーパ形状である
ことを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載の電界プローブ。 - 前記第二誘電体部が、前記外導体の端部側ほど比誘電率が大きく設定されている
ことを特徴とする、請求項1〜9の何れか1項に記載の電界プローブ。 - 電界強度に応じた信号を出力する電界プローブと、前記電界プローブから出力された信号の強度を表示する計測装置とを備えた電界測定装置において、
前記電界プローブが、
軸状の中心導体と、
誘電体材料からなり前記中心導体の外周に設けられた第一誘電体部と、
前記第一誘電体部の外周に設けられた外導体と、
前記外導体の先端側の外周面上に誘電体材料を被覆してなる第二誘電体部と、を有する
ことを特徴とする、電界測定装置。
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---|---|---|---|---|
WO2017080775A3 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-06 | Opr Mikrovågsteknik Ekonomisk Förening | Quantification of inhomogeneities in objects by electromagnetic fields |
JP2019168359A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | Tdk株式会社 | 電界プローブ及び電界測定システム |
WO2021084600A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 日本電信電話株式会社 | 高周波ノイズ検出アンテナ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5295274A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Coaxial probe for high frequency measurement |
JPS5912059U (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | 松下電工株式会社 | プロ−ブ |
JP2007278820A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | 電界プローブ及び電界測定システム |
JP2008232963A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Hioki Ee Corp | プローブ、プローブ装置および検査装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5295274A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Coaxial probe for high frequency measurement |
JPS5912059U (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | 松下電工株式会社 | プロ−ブ |
JP2007278820A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | 電界プローブ及び電界測定システム |
JP2008232963A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Hioki Ee Corp | プローブ、プローブ装置および検査装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017080775A3 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-06 | Opr Mikrovågsteknik Ekonomisk Förening | Quantification of inhomogeneities in objects by electromagnetic fields |
JP2019168359A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | Tdk株式会社 | 電界プローブ及び電界測定システム |
JP7172084B2 (ja) | 2018-03-23 | 2022-11-16 | Tdk株式会社 | 電界プローブ及び電界測定システム |
WO2021084600A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 日本電信電話株式会社 | 高周波ノイズ検出アンテナ |
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