JP2017123401A

JP2017123401A - イミュニティ試験用電波暗室及びその制御方法

Info

Publication number: JP2017123401A
Application number: JP2016001742A
Authority: JP
Inventors: ファーハンマハムド; Farhan Mahmood; 雅人丸山; Masahito Maruyama; 和宏高谷; Kazuhiro Takatani; 敦博西方; Atsuhiro Nishikata
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-07-13

Abstract

【課題】ターンテーブル等の高価な設備を用いずに、短時間で実施することができる、通信装置（被試験装置）に対するイミュニティ試験の方法を提供する。【解決手段】本発明は、アンテナから被試験装置に電波を照射して通信装置のイミュニティ試験を行うイミュニティ試験用電波暗室であって、壁面が、金属板と、金属板の前記暗室内部側に取り付けられた自律制御型電波吸収体であって、誘電体材料により構成されたシートの両面に、金属線から構成される複数の単位セルを備え、単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、電波の周波数に対する透過特性を変更可能である、自律制御型電波吸収体とを備え、単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、所望の周波数において、壁面の一部を電波が全反射される状態にし、壁面の他の部分を、電波が吸収される状態にして、アンテナから被試験装置に電波が照射される方向を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、装置の電磁波に対する妨害波耐力（イミュニティ）を評価するための試験に関する。

通信装置は、外部から照射された電波に起因して、誤作動を起こすことがある。この誤作動は、電波によって、また通信装置ごとに異なる周波数で起こるため、通信装置それぞれついて、どの程度の周波数で誤作動が生じるかを検査する必要がある。ここで、装置の電磁妨害に対する耐性を評価するための試験として、通信装置が受けることが想定される電磁妨害をシミュレートして、被試験装置である通信装置に電波に曝し、その挙動を観察することによって行なわれるイミュニティ（妨害波耐力）試験がある。イミュニティ試験の方法や、試験場所、用いる装置等は、国際規格（ＩＣＥ６１００−４−３）において規定されている。

図１は、一般的なイミュニティ試験の装置の構成を示す図である。イミュニティ試験は、電波暗室１００内に、通信装置である被試験装置１０３を支持台１０２に固定して配置し、アンテナ１０４により通信装置１０２に電波を照射することにより行う。ここで、電波暗室の大きさとしては、おおよそ１０ｍ×２０ｍ×１０ｍ程度である。電波暗室１００は、アンテナ１０４からの電波を外部に漏らさぬように、かつ多重反射を防ぎ伝搬方向を明確化するために、５面の壁面１０１に電波吸収体を張り巡らせている。（なお、電波吸収体が貼られていない壁面は、アンテナ１０３からの電波が被試験装置１０２に照射される方向である壁面１０５である。）一方で、被試験装置１０３には、試験精度を上げるために４方向から電波を照射する必要があるが、電波吸収体を壁面に張り付けた場合、アンテナ１０４からの電波は、一方向からしか被試験装置１０３に照射されない。したがって、支持台１０２をターンテーブルにして、ターンテーブルにより被試験装置１０３を回転させて、４方向から電波を照射する必要がある。

しかし、ターンテーブルは高価であるため、イミュニティ試験の設備のコストがかかってしまうという問題がある。また、ターンテーブルの回転速度には上限があるため、放射イミュニティ試験には長時間を要するという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ターンテーブル等の高価な設備を用いずに、短時間で実施することができる、通信装置（被試験装置）に対するイミュニティ試験の方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、アンテナから被試験装置に電波を照射して通信装置のイミュニティ試験を行うイミュニティ試験用電波暗室であって、壁面が、金属板と、前記金属板の前記暗室内部側に取り付けられた自律制御型電波吸収体であって、誘電体材料により構成されたシートの両面に、金属線から構成される複数の単位セルを備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、電波の周波数に対する透過特性を変更可能である、自律制御型電波吸収体とを備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、所望の周波数において、前記壁面の一部を電波が全反射される状態にし、前記壁面の他の部分を、電波が吸収される状態にして、アンテナから被試験装置に電波が照射される方向を制御することを特徴とする。

また、本発明の第２の態様は、第１の態様のイミュニティ試験用暗室であって、前記壁面の一部は、対向する２つの壁面であることを特徴とする。

また、本発明の第３の態様は、電波暗室内において、アンテナから被試験装置に電波を照射して通信装置のイミュニティ試験を行うための方法であって、前記電波暗室を構成する壁面は、金属板と、前記金属板の前記暗室内部側に取り付けられ、誘電体材料により構成されたシートの両面に、金属線から構成される複数の単位セルを備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、電波の周波数に対する透過特性を変更可能である、自律制御型電波吸収体とを備え、前記アンテナから前記被試験装置に電波を照射する方向を決めるステップと、前記電波を照射する方向に対向する壁面の一部を決めるステップと、前記被試験装置に照射する電波の周波数を決めるステップと、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、所望の周波数において、前記壁面の一部を電波が全反射される状態にし、前記壁面の他の部分を、電波が吸収される状態にするステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の第４の態様は、第３の態様のイミュニティ試験を行うための方法であって、前記壁面の一部は、対向する２つの壁面であることを特徴とする。

自律制御型電波吸収体を用いた壁面をイミュニティ試験用暗室に用いることにより、暗室内の壁面における電波の反射及び吸収を制御できるため、被試験装置に対する電波の到来方向を高速で制御でき、ターンテーブルも不要となる。

一般的なイミュニティ試験の装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態にかかるイミュニティ試験に使用される電波暗室の構成を示す図である。図２の電波暗室の壁を構成する自律制御型電波吸収体の構造を示す斜視図である。図３の自律制御型電波吸収体に入射する電波の透過特性を示す図である。図２の電波暗室において、アンテナから被試験装置に電波を照射する方向の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

［電波暗室の構成］
図２は、本発明の一実施形態にかかるイミュニティ試験に使用される電波暗室２００の構成を示す図である。図２の電波暗室２００は、６面が壁２０１により構成されており、支持台２０２に固定された通信装置である被試験装置２０３と、アンテナ２０４が配置されている。アンテナ２０４は、電波暗室２００外部に設置された発信機２１１に、同軸線２１２により接続されている。

ここで、電波暗室２００を構成する壁２０１は６面がすべて、アルミニウム等の金属板２０５が取り付けられている。また、金属板から浮かせた状態で、内壁面に自律制御型電波吸収体２０６を取り付けている。自律制御型電波吸収体２０６は、電波の所望の周波数だけを減衰させ、それ以外の周波数成分は透過させる電波吸収体であり、裏面（後方）に電磁波を全反射する金属（アルミニウム）を配置することにより、電波の反射を制御することができる。

図３は、壁２０１を構成する自律制御型電波吸収体３００の構造を示す図である。自律制御型電波吸収体３００は、誘電体材料で構成されたシート３０１の両面に、複数の四角枠の金属パターン３０２がアレイ状に張り付けられ、単位セルを構成している。金属パターン３０２には、各単位セルの電圧を制御するためのレギュレータ３０３が給電線３０４を介して接続されている。給電線３０４は、シートから若干浮かせて取り付けられている。またレギュレータ３０３は、シートに埋め込まれている。レギュレータ３０３は、各セルの金属パターン３０２に電圧を供給するために、電力線２１４を介して電波暗室２００の外部に設置された電源２１３が接続される。単位セルには直流電圧が印加されるが、自律制御型電波吸収体２０５の表側（暗室の内側方向）が陽極となり、自律制御型電波吸収体２０５の裏側（暗室の外側方向）が陰極となる。

図４は、自律制御型電波吸収体３００に入射する電波の透過特性を示す図である。電源装置２１３からの電圧Ｖｉ［Ｖ］をレギュレータ３０１により変化させて金属パターン３０２に印加することで、減衰させる周波数を制御することが可能である。これは、特定の周波数において自律制御型電波吸収体３００が「全吸収」と「全透過」のどちらにもなれることを意味している。自律制御型電波吸収体３００が「全透過」の状態になると、壁２０１は、裏側の電磁波を全反射する金属により表側から入射した電磁波が全反射されるため、「全反射」の状態になる。したがって、壁２０１は、単位セルに印加する電圧をレギュレータ３０３により調整することにより、所望の周波数において、「全吸収」の状態と「全反射」の状態とにすることができる。

例えば、図４のように、自律制御型電波吸収体３００の単位セルにＶ_-1の電圧を印加すると、周波数ｆ_-1において全吸収状態になるが、Ｖ₀またはＶ_-2の電圧を印加すると、周波数ｆ_-1において全透過状態になる。

［イミュニティ試験の方法］
次に、本実施形態に係るイミュニティ試験の方法について説明する。まず、電波を照射する方向を決定する。図５は、電波を照射する方向の一例を示す図である。例えば、図５のように電波の照射する方向をアンテナ２０４と被試験装置２０３が配列された方向（ｘ軸方向）とする。電波を照射する方向をｘ軸と決定した場合、ｘ軸方向に垂直な壁５０１及び５０２を「全反射」状態にし、他の４面の壁は、「全吸収」状態にすることにより、全反射状態となる２面の壁の垂直方向であるｘ軸方向にのみ、電波が多重反射し伝搬し、ｘ軸方向からのみ電波を照射することが可能となる。

方向決定後、被試験装置２０３に照射する電波の周波数を決定する。また、このときに、自律制御型電波吸収体３００の各単位セルに印加する電圧を調整して、決定した周波数において、ｘ軸方向に垂直な壁５０１及び５０２を「全反射」状態にし、他の４面の壁は、「全吸収」状態にする。

その後、被試験装置２０３に決定した周波数の電波を照射し、被試験装置２０３が誤作動を起こすか否かを調べる。

次に、被試験装置２０３に照射する電波の周波数を変更して、被試験装置２０３が誤作動を起こすか否かを調べる。ここで、変更後の周波数において、壁５０１及び５０２が「全反射」状態となり、他の４面の壁が「全吸収」状態となるように、自律制御型電波吸収体３００の各単位セルに印加する電圧を変更する。このようにして、いくつかの周波数帯において、被試験装置２０３が誤作動を起こすか否かを調べることができる。

次に、電波を反射する壁を変更する。例えば、電波の照射する方向をアンテナ２０４と被試験装置２０３が配列された方向に垂直な方向（ｙ軸方向）とする。電波を照射する方向をｙ軸と決定した場合、ｙ軸方向に垂直な壁５０３及び５０４を「全反射」状態にし、他の壁を「全吸収」状態にする。このように暗室の壁の電波の吸収及び反射を制御することで、全反射状態となる２面の壁の垂直方向であるｙ軸方向にのみ、電波が多重反射し伝搬する。ｙ軸方向においても、いくつかの周波数帯において、被試験装置２０３が誤作動を起こすか否かを調べる。

上述の制御方法により、被試験装置２０３に対して、アンテナ２０４により４つの方向から電波を照射することができる。これにより、ターンテーブルを用いずに、被試験装置２０３に対して４つの方向から電波を照射することができる。

また、本実施形態においては、自律制御型電波吸収体３００の単位セル一つ一つの電圧を制御することにより、被試験装置２０３に対して任意の方向から電波を照射することができる。印加電圧の制御は、吸収体の各印加電圧に対するパターンをデータとして記憶しておき、照射電波の周波数及び電波の照射方向を決定して、反射量及び方向を制御する。

１００、２００電波暗室
１０１、１０５、２０１、５０１〜５０４壁面
１０３、２０３被試験装置
１０２、２０２支持台
１０４、２０４アンテナ
２０５金属板
２０６、３００自律制御型電波吸収体
２１１発信器
２１２同軸線
２１３電源
２１４電力線
３０１シート
３０２金属パターン
３０３レギュレータ
３０４給電線

Claims

アンテナから被試験装置に電波を照射して通信装置のイミュニティ試験を行うイミュニティ試験用電波暗室であって、壁面が、
金属板と、
前記金属板の前記暗室内部側に取り付けられた自律制御型電波吸収体であって、
誘電体材料により構成されたシートの両面に、金属線から構成される複数の単位セルを備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、電波の周波数に対する透過特性を変更可能である、自律制御型電波吸収体と
を備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、所望の周波数において、前記壁面の一部を電波が全反射される状態にし、前記壁面の他の部分を、電波が吸収される状態にして、アンテナから被試験装置に電波が照射される方向を制御することを特徴とするイミュニティ試験用電波暗室。
前記壁面の一部は、対向する２つの壁面であることを特徴とする請求項１に記載のイミュニティ試験用電波暗室。
電波暗室内において、アンテナから被試験装置に電波を照射して通信装置のイミュニティ試験を行うための方法であって、
前記電波暗室を構成する壁面は、金属板と、前記金属板の前記暗室内部側に取り付けられ、誘電体材料により構成されたシートの両面に、金属線から構成される複数の単位セルを備え、前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、電波の周波数に対する透過特性を変更可能である、自律制御型電波吸収体とを備え、
前記アンテナから前記被試験装置に電波を照射する方向を決めるステップと、
前記電波を照射する方向に対向する壁面の一部を決めるステップと、
前記被試験装置に照射する電波の周波数を決めるステップと、
前記単位セルの各々に印加する電圧を調整することにより、所望の周波数において、前記壁面の一部を電波が全反射される状態にし、前記壁面の他の部分を、電波が吸収される状態にするステップと、
を含むことを特徴とするイミュニティ試験を行うための方法。
前記壁面の一部は、対向する２つの壁面であることを特徴とする請求項３に記載のイミュニティ試験を行うための方法。