JP2014020981A

JP2014020981A - 電磁波シールド性能評価用治具及びそれを用いた電磁波シールド性能評価装置

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Publication number: JP2014020981A
Application number: JP2012161217A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Hijiri; 幸宏樋尻; Nami Sasaki; 菜実佐々木
Original assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP5951383B2

Abstract

【課題】ケーブルに巻き付けて使用される電磁波シールド資材の電磁波シールド性能をより正確に評価測定することができるようにする。
【解決手段】電磁波シールド性能評価用治具３００は、被測定ケーブル３４０と、この被測定ケーブル３４０を支えるとともにこの被測定ケーブルの両端に接続されたコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂと、このコネクタのうちの一方に接続された終端抵抗とを備えており、前記被測定ケーブルは、内部導体３４１と、この内部導体を覆う絶縁物からなる誘導体３４２と、この誘導体の両端を覆う外部導体３４３と、この外部導体の一部を覆う絶縁物からなる保護皮膜３４４とを有しており、被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けると、電磁波シールド資材と前記外部導体とが接触するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルに巻き付けて使用する電磁波シールド資材の電磁波シールド特性を評価する際に使用される電磁波シールド性能評価用治具と、これを用いた電磁波シールド性能評価装置とに関する。

電磁波シールド資材には、平面的なシート状のタイプやウレタンフォーム等の柔軟素材からなる芯材を導電性を有する布等で覆った立体的なガスケットタイプ等がある。
一般社団法人ＫＥＣ関西電子工業振興センターのいわゆるＫＥＣ法は、シート状のタイプの電磁波シールド資材の電磁波シールド性能を評価するものである。

また、ＫＥＣ法では、シート状の電磁波シールド資材の電磁波シールド性能しか評価できず、立体的なガスケットタイプの電磁波シールド資材では、構成品である導電性を有する布等の電磁波シールド性能をシート状の状態で評価していた。

本願出願人は、立体的なガスケットタイプの電磁波シールド資材の電磁波シールド性能を直接的に評価することができるように、特願２０１１−００４２９６号『電磁波シールド性能評価方法』を出願した。

社団法人関西電子工業振興センターのウエブサイト（http://www.kec.jp/emc/kec-method.html ）特願２０１１−００４２９６号

しかしながら、上述した評価方法であっても、ケーブルに取り付けて使用するタイプの電磁波シールド資材の電磁波シールド性能は直接的には測定できなかった。
このため、ケーブルに巻き付けて使用するタイプの電磁波シールド素材に使用されるシート状の電磁波シールド資材をＫＥＣ法で測定することで、電磁波シールド性能を評価していた。
ケーブルに取り付けて使用するタイプの電磁波シールド資材は、グランドのとり方によってその性能が大きく変化する。平面状態で電磁波シールド性能が高くても、取り付け方により、電磁波シールド資材が電気的に浮いている（接続されていない）状態であると、その電磁波シールド資材そのものがアンテナとなりノイズを放射してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、ケーブルに巻き付けて使用される電磁波シールド資材の電磁波シールド性能をより正確に評価測定することができる電磁波シールド性能評価用治具と、それを用いた電磁波シールド性能評価装置を提供することを目的にしている。

本発明に係る電磁波シールド性能評価用治具は、被測定ケーブルと、この被測定ケーブルを支えるとともにこの被測定ケーブルの両端に接続されたコネクタと、このコネクタの一方に接続された終端抵抗とを備えており、前記被測定ケーブルは、内部導体と、この内部導体を覆う絶縁物からなる誘導体と、この誘導体の両端を覆う外部導体と、この外部導体の一部を覆う絶縁物からなる保護皮膜とを有しており、被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けると、電磁波シールド資材と前記外部導体とが接触するようになっている。

本発明に係る電磁波シールド性能評価装置は、前記電磁波シールド性能評価用治具と、この電磁波シールド性能評価用治具の終端抵抗に接続されていない側のコネクタに接続される発信器と、この電磁波シールド性能評価用治具から発せられる電磁波を受信する受信アンテナと、この受信アンテナで受信された電磁波を分析する評価装置とを有している。

本発明に係る電磁波シールド性能評価用治具は、被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けることができるので、巻き付けた状態、すなわちより使用状態に近い状態での電磁波シールド資材の電磁波シールド性能を測定することができる。
また、この電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルには、同軸ケーブルの保護皮膜及び外部導体の一部を除去したものを使用しているので、構造的にも簡単で、コスト的にも有利である。

また、本発明に係る電磁波シールド性能評価装置も電磁波シールド資材の電磁波シールド性能をより使用状態に近い状態で測定することができる。
また、電磁波シールド性能評価用治具は導電性のターンテーブルの上に載置されているので、電磁波シールド性能評価用治具を連続的に回転させることができる。このため、この電磁波シールド性能評価装置は、電磁波シールド資材の全周囲方向からのノイズを測定することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価用治具の概略的説明図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価用治具を用いた電磁波シールド性能評価装置の概略図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けない状態で受信アンテナを垂直にした場合のノイズの計測結果を示すスペクラム図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けた状態で受信アンテナを垂直にした場合のノイズの計測結果を示すスペクラム図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けない状態で受信アンテナを水平にした場合のノイズの計測結果を示すスペクラム図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けた状態で受信アンテナを水平にした場合のノイズの計測結果を示すスペクラム図である。

本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価用治具３００は、被測定ケーブル３４０と、この被測定ケーブル３４０を支えるとともにこの被測定ケーブル３４０の両端に接続されたコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂと、このコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂのうちの一方に接続された終端抵抗８００とを備えており、前記被測定ケーブル３４０は、内部導体３４１と、この内部導体３４１を覆う絶縁物からなる誘導体３４２と、この誘導体３４２の両端を覆う外部導体３４３と、この外部導体３４３の一部を覆う絶縁物からなる保護皮膜３４４とを有しており、被測定ケーブル３４０に電磁波シールド資材を巻き付けると、電磁波シールド資材と前記外部導体３４３とが接触するようになっている。

前記被測定ケーブル３４０は、同軸ケーブルの保護皮膜３４４と外部導体３４３の一部を除去したものであって、両端にのみ保護皮膜３４４と外部導体３４３とが残置されている。従って、この被測定ケーブル３４０は、内部導体３４１を覆っている誘導体３４２が露出した状態になっている。さらに、外部導体３４３は保護皮膜３４４から露出した部分が存在する。
なお、この被測定ケーブル３４０の内部導体３４１を覆っている誘導体３４２は、例えば、ポリエチレン製である。

このように構成された被測定ケーブル３４０は、基台３１０と、この基台３１０に対向して立設された一対の立設壁３２０と、この立設壁３２０に１つずつ支持されるコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂによって、立設壁３２０の間に掛け渡されている。なお、前記基台３１０、立設壁３２０、コネクタ３５０Ａ、３５０Ｂは、導電性を有する金属、例えばステンレスから構成されている。
そして、この被測定ケーブル３４０の両端は、それぞれコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂと接続されている。また、前記内部導体３４１の一方は、コネクタ３５０Ａを介して終端抵抗８００と接続されている。

このように構成された電磁波シールド性能評価用治具３００は、木製の絶縁テーブル７００に載置され、さらにこの絶縁テーブル７００は、導電性のターンテーブル７１０の上に載置される。なお、ターンテーブル７１０の回転中心は、電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０の中心と一致している。
このターンテーブル７１０は、電磁波シールド性能評価用治具３００を連続的に回転させることができるようになっている。

このように構成された電磁波シールド性能評価用治具３００の内部導体３４１の両端には同軸ケーブル用のコネクタ３５０Ａ、３５０Ｂがそれぞれ接続されている。そして、電磁波シールド性能評価用治具３００は、このコネクタ３５０Ｂ及びシールドケーブル４００を介して発信器２００が接続されている。
また、電磁波シールド性能評価用治具３００の内部導体３４１の他端はコネクタ３５０Ａを介して終端抵抗８００に接続されている。

このように発信器２００に接続された電磁波シールド性能評価用治具３００から発せられる電磁波は、受信アンテナ５００によって受信される。なお、受信アンテナ５００には減衰器５１０が設けられる。この減衰器５１０は、ノイズが反射しないようにするためのものである。
また、この受信アンテナ５００はグランドに対して垂直な方向、水平な方向になるように位置を変更することができるようになっている。

前記受信アンテナ５００は、増幅器６１０を介して電磁波を分析する評価装置６００に接続される。この評価装置６００としては、スペクトラムアナライザーが使用される。

なお、電磁波シールド性能評価装置１０００を構成する発信器２００、電磁波シールド性能評価用治具３００、ターンテーブル７１０及び受信アンテナ５００（減衰器５１０を含む）は電波暗室内に設置され、増幅器６１０及び評価装置６００は電波暗室外に設置される。
なお、絶縁テーブル７００及び発信器２００はターンテーブル７１０に載置され、絶縁テーブル７００の上には電磁波シールド性能評価用治具３００及び終端抵抗８００が載置されている。
また、電磁波シールド性能評価用治具３００、これに取り付けられた電磁波シールド資材、コネクタ３５０Ａ、３５０Ｂ、発信器２００、ターンテーブル７１０は電気的にグランドされている。

このように構成された電磁波シールド性能評価装置１０００による電磁波シールド資材の電磁波シールド性能の評価は次のようにして行われる。
まず、評価すべき電磁波シールド資材を電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０に巻き付ける。その際、電磁波シールド資材を被測定ケーブル３４０の外部導体３４３に接触させる。できれば、電磁波シールド資材は、実使用状態と同等な状態で被測定ケーブル３４０に巻き付ける。
この状態でターンテーブル７１０を連続的に回転させる。そして、受信アンテナ５００をグランドに対して垂直方向にした状態、水平方向にした状態でそれぞれのノイズを計測する。

例えば、横糸として外径０．２５ｍｍのポリエステル糸を、縦糸として複数のフィラメント糸を縒ってできた束に銅箔糸を巻き付けた外径０．２５ｍｍの銅箔糸を編んだ長さ寸法４２０ｍｍ、外径寸法９ｍｍ、内径寸法５ｍｍの電磁波シールド資材を被測定ケーブル３４０に巻き付けた場合には以下のような測定結果が得られた。

受信アンテナ５００をグランドに対して直交するようにセットした場合、すなわち受信アンテナ５００を垂直にした場合、電磁波シールド資材を電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０に巻き付けない状態では図３に示すようなノイズが計測された。
一方、電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０に電磁波シールド資材を巻き付けた場合には、図４に示すようなノイズが計測された。

受信アンテナ５００をグランドに対して平行になるようにセットした場合、すなわち受信アンテナ５００を水平にした場合、電磁波シールド資材を電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０に巻き付けない状態では図５に示すようなノイズが計測された。
一方、電磁波シールド性能評価用治具３００の被測定ケーブル３４０に電磁波シールド資材を巻き付けた場合には、図６に示すようなノイズが計測された。

図３〜図６から判明することは、電磁波シールド資材が巻き付けられていない場合と比較して、電磁波シールド資材を被測定ケーブル３４０に巻き付けた状態では、計測されるノイズがかなり低減することである。
受信アンテナ５００がグランドに対して垂直になった場合には、ノイズの周波数が約３００ＭＨｚ〜約４００ＭＨｚ、約６００ＭＨｚ〜約７００ＭＨｚの範囲に若干のノイズが計測されるがその他の部分はノイズがほとんど計測されないまでに低減する。
約３００ＭＨｚ〜約４００ＭＨｚ、約６００ＭＨｚ〜約７００ＭＨｚの範囲であっても、電磁波シールド資材が巻き付けられていない状態からするとかなりの低減であることが判明する。

また、受信アンテナ５００がグランドに対して水平になった場合には、ノイズの周波数が約３００ＭＨｚ〜約４００ＭＨｚの範囲に若干のノイズが計測されるがその他の部分はノイズがほとんど計測されないまでに低減する。
約３００ＭＨｚ〜約４００ＭＨｚの範囲であっても、電磁波シールドスリーブ１００がない状態からするとかなりの低減であることが判明する。
上述の実験結果からは、この電磁波シールドスリーブ１００のノイズを遮蔽する電磁波シールド能力は高いことがわかる。

このように、電磁波シールド性能評価用治具３００を用いた電磁波シールド性能評価装置１０００によると、実際に被測定ケーブル３４０に巻き付けた状態での電磁波シールド特性を測定することができるので、より使用状態に近い状態での測定が可能になった。

３００電磁波シールド性能評価用治具
３４０被測定ケーブル
３４１内部導体
３４２誘導体
３４３外部導体
３４４保護皮膜
３５０Ａコネクタ（終端抵抗と接続される）
３５０Ｂコネクタ（発信器と接続される）
８００終端抵抗

本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価用治具の概略的説明図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価用治具を用いた電磁波シールド性能評価装置の概略図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けない状態で受信アンテナを垂直にした場合のノイズの計測結果を示すスペクトル図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けた状態で受信アンテナを垂直にした場合のノイズの計測結果を示すスペクトル図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けない状態で受信アンテナを水平にした場合のノイズの計測結果を示すスペクトル図である。本発明の実施の形態に係る電磁波シールド性能評価装置の電磁波シールド性能評価用治具の被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けた状態で受信アンテナを水平にした場合のノイズの計測結果を示すスペクトル図である。

Claims

被測定ケーブルと、この被測定ケーブルを支えるとともにこの被測定ケーブルの両端に接続されたコネクタと、このコネクタの一方に接続された終端抵抗とを具備しており、前記被測定ケーブルは、内部導体と、この内部導体を覆う絶縁物からなる誘導体と、この誘導体の両端を覆う外部導体と、この外部導体の一部を覆う絶縁物からなる保護皮膜とを有しており、被測定ケーブルに電磁波シールド資材を巻き付けると、電磁波シールド資材と前記外部導体とが接触することを特徴とする電磁波シールド性能評価用治具。
前記被測定ケーブルは、同軸ケーブルから保護皮膜及び外部導体の一部を除去して構成されていることを特徴とする請求項１記載の電磁波シールド性能評価用治具。
請求項１又は２記載の電磁波シールド性能評価用治具と、この電磁波シールド性能評価用治具の終端抵抗に接続されていない側のコネクタに接続される発信器と、この電磁波シールド性能評価用治具から発せられる電磁波を受信する受信アンテナと、この受信アンテナで受信された電磁波を分析する評価装置とを具備したことを特徴とする電磁波シールド性能評価装置。
前記電磁波シールド性能評価用治具は、導電性のターンテーブルの上に載置されることを特徴とする請求項３記載の電磁波シールド性能評価装置。