JP2017142084A - 電磁界測定システム及び電磁界測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、電界又は磁界の値を正しく測定することができる電磁界測定システム及び電磁界測定方法を提供する。【解決手段】電磁界測定システム１は、アンテナ部１１０及び軸部１２０を有する電磁界センサ１００と、軸部の第１位置の周囲に設けられた第１電流センサ１４０と、軸部の第２位置の周囲に設けられた第２電流センサ１５０と、情報処理装置２００と、を有し、電磁界センサは、アンテナ部の周囲に存在している電磁界により内部導体に誘起した誘起電圧と、ノイズにより生じたノイズ電圧とを含む測定電圧を出力し、情報処理装置は、第１電流センサが測定した第１電流と第２電流センサが測定した第２電流との位相関係に基づいて、第１電流又は前記第２電流に基づく補正電圧を生成し、測定電圧及び前記補正電圧に基づいて、アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する。【選択図】図１

Description

本開示は、電磁界測定システム及び電磁界測定方法に関し、特に、電磁界センサを用いて電界又は磁界を測定する電磁界測定システム及び電磁界測定方法に関する。

近年、同一の場所で多数の電子電気機器が使用されることが多く、各機器には、他の機器に電磁妨害を与えず、且つ他の機器からの電磁ノイズによって誤動作しない電磁環境両立性（ＥＭＣ）が求められている。このような状況において、各電子電気機器の製品開発では、各機器が発生する又は各機器の周囲に存在する電界又は磁界を正しく測定することが必要になっている。

一般に、電界又は磁界を測定する電磁界センサは、アンテナ部及び軸部を有し、アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界に応じた電気信号を計測器に出力する。しかしながら、外部からアンテナ部又は軸部にノイズが誘起し、そのノイズ（コモンモードノイズ）によって計測器に出力する電気信号が変動してしまい、計測器において電界又は磁界の値を正しく算出できない可能性がある。

結合器が、伝送媒体から放射された信号およびノイズをアンテナまたはプローブ経由で受信し、放射された信号からピックアップしたノイズを消去するトランスポンダシステムが開示されている（特許文献１を参照）。

また、電力供給用の一組の電源線に伝播するノイズを低減するノイズ低減装置が開示されている。このノイズ低減装置は、電源線と出力巻線とを磁芯に貫通させて電流を検出する変流器を用い、電源線から接地線に流れるノイズに起因する漏れ電流を検出する。そして、ノイズ低減装置は、検出した漏れ電流を、漏れ電流を打ち消すための補償電流として、漏れ電流検出点よりも電源線の入力に近い接地線に供給する（特許文献２を参照）。

特開２００５−５１４８５２号公報 特開２００５−１２４３３９号公報

電磁界センサを使用する電磁界測定システムにおいて、外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、電界又は磁界の値を正しく測定することが求められている。

本発明の目的は、外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、電界又は磁界の値を正しく測定することができる電磁界測定システム及び電磁界測定方法を提供することにある。

本実施形態の一側面に係る電磁界測定システムは、内部導体を絶縁体を介して外部導体で覆った構造体で形成され、開口を有するアンテナ部及び軸部を有する電磁界センサと、軸部の外部導体の第１位置の周囲に設けられた第１電流センサと、軸部の外部導体の第１電流センサと開口と間の第２位置の周囲に設けられた第２電流センサと、電磁界センサ、第１電流センサ及び第２電流センサと接続された情報処理装置と、を有し、電磁界センサは、アンテナ部の周囲に存在している電磁界により内部導体に誘起した誘起電圧と、ノイズにより外部導体から開口を介して内部導体に流入した電流によって内部導体に生じたノイズ電圧とを含む測定電圧を出力し、第１電流センサは、ノイズにより第１位置を流れる第１電流を測定し、第２電流センサは、ノイズにより第２位置を流れる第２電流を測定し、情報処理装置は、第１電流と第２電流との位相関係に基づいて、第１電流又は第２電流に基づく補正電圧を生成する補正電圧生成部と、測定電圧及び補正電圧に基づいて、アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する算出部と、を有する。

また、本実施形態の一側面に係る電磁界測定方法は、内部導体を絶縁体を介して外部導体で覆った構造体で形成され、開口を有するアンテナ部及び軸部を有する電磁界センサが出力した、アンテナ部の周囲に存在している電磁界により内部導体に誘起した誘起電圧と、ノイズにより外部導体から開口を介して内部導体に流入した電流によって内部導体に生じたノイズ電圧とを含む測定電圧を取得し、軸部の外部導体の第１位置の周囲に設けられた第１電流センサが測定した、ノイズにより第１位置を流れる第１電流を取得し、軸部の外部導体の第１電流センサと開口と間の第２位置の周囲に設けられた第２電流センサが測定した、ノイズにより第２位置を流れる第２電流を取得し、第１電流と第２電流との位相関係に基づいて、第１電流又は第２電流に基づく補正電圧を生成し、測定電圧及び補正電圧に基づいて、アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する、ことを含む。

本発明によれば、電磁界測定システム及び電磁界測定方法は、外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、電界又は磁界の値を正しく測定することが可能となる。

実施形態に従った電磁界測定システムの概略構成を示す図である。 アンテナ部及び軸部の構造について説明するための模式図である。 情報処理装置２００のハードウェア構成図である。 記憶装置２１０及びＣＰＵ２２０の概略構成を示す図である。 電磁界センサ１００の複素変換係数の一例を示すグラフである。 事前測定システム２について説明するための模式図である。 ノイズが伝搬する様子の一例を示す模式図である。 各位置に流れる電流の関係を示すグラフである。 各位置に流れる電流の位相関係図である。 ノイズが伝搬する様子の他の例を示す模式図である。 各位置に流れる電流の関係を示すグラフである。 各位置に流れる電流の位相関係図である。 電磁界算出処理の動作を示すフローチャートである。 各信号を示すグラフである。 各信号の位相関係図である。 各信号を示すグラフである。 各信号の位相関係図である。 他の実施形態に係る情報処理装置２３０のハードウェア構成図である。 処理回路２４０の概略構成を示す図である。 他の実施形態に係る電磁界センサ３００のハードウェア構成図である。 他の実施形態に係る電磁界センサ４００のハードウェア構成図である。 電磁界センサ４００の複素変換係数の一例を示すグラフである。

以下、本開示の一側面に係る画像処理システム、画像処理方法及びコンピュータプログラムについて図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、実施形態に従った電磁界測定システムの概略構成を示す図である。

図１に示すように、電磁界測定システム１は、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０、第２電流センサ１５０、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０、第３Ａ／Ｄ変換器１８０及び情報処理装置２００等を有する。

電磁界センサ１００は、アンテナ部１１０及び軸部１２０等を有し、アンテナ部１１０の周囲に存在している電界又は磁界を測定する。本実施形態の電磁界センサ１００は、シールデッドループアンテナであり、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界、即ちアンテナ部１１０の周囲に配置された測定対象の電子電気機器から発生した磁界を測定する。

アンテナ部１１０は、環状の構造体により形成され、開口１１１を有する。アンテナ部１１０には、軸部１２０がアンテナ部１１０の二つの端部（環状の構造体において相互に近接する端部）から延伸するように形成され、開口１１１は軸部１２０から最も離れた位置に設けられる。なお、開口１１１が設けられる位置は、軸部１２０から最も離れた位置に限定されず、アンテナ部１１０の任意の位置でよい。

軸部１２０は、アンテナ部１１０の二つの端部からそれぞれ延伸する二つの直線状の構造体により形成される。二つの直線状の構造体の長さは、略同一であり、一方の構造体においてアンテナ部１１０から最も離れた端部１２３にはケーブル１２４を介して第１Ａ／Ｄ変換器１６０が接続され、他方の構造体においてアンテナ部１１０から最も離れた端部は終端されている。

図２は、アンテナ部１１０及び軸部１２０の構造について説明するための模式図である。なお、アンテナ部１１０及び軸部１２０は、同様の構造体で一体に形成されているため、図２には、代表して軸部１２０の構造についてのみ示す。

図２に示すように、アンテナ部１１０及び軸部１２０は、内部導体１３１を絶縁体１３２を介して外部導体１３３で覆った構造体で形成された同軸ケーブルである。内部導体１３１及び外部導体１３３は、金属等の伝導体で形成され、電流を伝搬する。一方、絶縁体１３２は、ポリエチレン等の絶縁体で形成され、電流を伝搬しない。なお、内部導体１３１と外部導体１３３の間を中空とし、内部導体１３１と外部導体１３３が相互に接触しないようにしてもよい。即ち、絶縁体１３２として、固体でなく気体（空気）が用いられてもよい。

電磁界センサ１００において、外部導体１３３の外側面１３６には、電磁界センサ１００の外部に存在する電磁界によるノイズが誘起し、そのノイズによる電流（Ｎ）が流れる。このノイズとは、測定対象の電子電気機器から発生した電磁界を含む全ての電磁界によって軸部１２０に誘起したノイズを意味する。一方、外部導体１３３の内側面１３５、及び、内部導体１３１の外側面１３４には、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界により内部導体１３１に誘起した電流と、ノイズにより外部導体１３３から開口１１１を介して内部導体１３１に流入した電流とが流れる。なお、外部導体１３３の内側面１３５と内部導体１３１の外側面１３４には、それぞれ大きさが同じであり且つ向きが逆である電流（Ａ、−Ａ）が流れる。

なお、シールデッドループアンテナでは、外部の電界による影響を受けないように、内部導体１３１は外部導体１３３により遮蔽されている。しかしながら、内部導体１３１を外部導体１３３で完全に遮蔽すると、磁界が発生したときにその磁界によって内部導体１３１に電流が流れ、その電流によってさらに磁界が発生するため、適切に磁界を測定できなくなる。これを防ぐために、シールデッドループアンテナには、開口が設けられている。なお、開口１１１は、外部導体１３３のみを切断し、絶縁体１３２を露出させるものである。または、開口１１１は、外部導体１３３及び絶縁体１３２を切断し、内部導体１３１を露出させるものでもよい。

図１に戻って、第１電流センサ１４０は、第１フェライトコア１４１及び第１磁界センサ１４２等を有する。第１フェライトコア１４１は、軸部１２０の外部導体１３３の第１位置１２１の周囲に設けられる。第１磁界センサ１４２は、第１環状部１４３及び第１軸部１４４を有する。第１環状部１４３は、電磁界センサ１００のアンテナ部１１０及び軸部１２０と同様の同軸構造を有し、且つ、開口部を有している。第１軸部１４４の一端には第１環状部１４３が接続され、第１軸部１４４の他端には第１ケーブル１４５を介して第２Ａ／Ｄ変換器１７０が接続される。第１環状部１４３及び第１フェライトコア１４１は、第１環状部１４３が第１フェライトコア１４１の上端から下端まで通過し、且つ、第１フェライトコア１４１が第１環状部１４３の中空部を通過するように、設けられている。

電磁界センサ１００の軸部１２０の第１位置１２１に電流が流れると、第１フェライトコア１４１の円周方向に磁界が発生し、その発生した磁界により第１磁界センサ１４２に電流が流れる。第１磁界センサ１４２は、その電流により生じた電圧を第２Ａ／Ｄ変換器１７０に出力する。なお、図２で説明したように、外部導体１３３の外側面１３６にノイズによる電流（Ｎ）が流れ、外部導体１３３の内側面１３５と内部導体１３１の外側面１３４には、それぞれ大きさが同じであり且つ向きが逆である電流（Ａ、−Ａ）が流れる。これらの電流の内、内部導体１３１に流れる電流（Ａ、−Ａ）は打ち消し合うため、第１電流センサ１４０は、第１位置１２１において、ノイズによる第１電流（Ｎ）のみを測定することができる。

同様に、第２電流センサ１５０は、第２フェライトコア１５１及び第２磁界センサ１５２等を有する。第２フェライトコア１５１は、軸部１２０の外部導体１３３の第２位置１２２の周囲に設けられる。第２位置１２２は、第１電流センサ１４０（第１位置１２１）とアンテナ部１１０の間の位置であり、特に、第１電流センサ１４０と開口１１１の間の位置である。第２磁界センサ１５２は、第２環状部１５３及び第２軸部１５４を有する。第２環状部１５３は、電磁界センサ１００のアンテナ部１１０及び軸部１２０と同様の同軸構造を有し、開口部を有している。第２軸部１５４の一端には第２環状部１５３が接続され、第２軸部１５４の他端には第２ケーブル１５５を介して第３Ａ／Ｄ変換器１８０が接続される。第２環状部１５３及び第２フェライトコア１５１は、第２環状部１５３が第２フェライトコア１５１の上端から下端まで通過し、且つ、第２フェライトコア１５１が第２環状部１５３の中空部を通過するように、設けられている。

電磁界センサ１００の軸部１２０の第２位置１２２に電流が流れると、第２電流センサ１５０の第２フェライトコア１５１の円周方向に磁界が発生し、その発生した磁界により第２磁界センサ１５２に電流が流れる。第２磁界センサ１５２は、その電流により生じた電圧を第３Ａ／Ｄ変換器１８０に出力する。なお、上記の通り、外部導体１３３の外側面１３６にノイズによる電流（Ｎ）が流れ、外部導体１３３の内側面１３５と内部導体１３１の外側面１３４には、それぞれ大きさが同じであり且つ向きが逆である電流（Ａ、−Ａ）が流れる。これらの電流の内、内部導体１３１に流れる電流（Ａ、−Ａ）は打ち消し合うため、第２電流センサ１５０は、第２位置１２２において、ノイズによる第２電流（Ｎ）のみを測定することができる。

なお、後述するように、情報処理装置２００は、第１電流センサ１４０が測定した第１電流の位相と第２電流センサ１５０が測定した第２電流の位相の内の何れの位相が進んでいるかを判定する。したがって、情報処理装置２００が正しく判定できるように、第１電流センサ１４０と第２電流センサ１５０の間の距離は、電磁界センサ１００に誘起すると想定されるノイズの波長の４分の１波長以下になるように設定される。

第１Ａ／Ｄ変換器１６０は、電磁界センサ１００と接続され、電磁界センサ１００から出力された電圧を示すアナログ信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成し、情報処理装置２００に出力する。

同様に、第２Ａ／Ｄ変換器１７０は、第１電流センサ１４０と接続され、第１電流センサ１４０から出力された電圧を示すアナログ信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成し、情報処理装置２００に出力する。

同様に、第３Ａ／Ｄ変換器１８０は、第２電流センサ１５０と接続され、第２電流センサ１５０から出力された電圧を示すアナログ信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を生成し、情報処理装置２００に出力する。

情報処理装置２００は、例えばパーソナルコンピュータ等である。情報処理装置２００は、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０及び第３Ａ／Ｄ変換器１８０を介して、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０及び第２電流センサ１５０と接続される。情報処理装置２００は、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０及び第２電流センサ１５０から出力される電圧に基づいて、電磁界センサ１００のアンテナ部１１０の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する。

図３は、情報処理装置２００のハードウェア構成図である。図３に示すように、情報処理装置２００は、インタフェース装置２０１、入力装置２０２、表示装置２０３、記憶装置２１０及びＣＰＵ（Central Processing Unit）２２０等を有する。以下、情報処理装置２００の各部について詳細に説明する。

インタフェース装置２０１は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のシリアルバスに準じるインタフェース回路を有し、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０及び第３Ａ／Ｄ変換器１８０と電気的に接続する。インタフェース装置２０１は、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０及び第２電流センサ１５０から出力される電圧を示す信号を受信する。

入力装置２０２は、キーボード等の入力装置及び入力装置から信号を取得するインタフェース回路を有し、利用者の操作に応じた信号をＣＰＵ２２０に出力する。

表示装置２０３は、液晶、有機ＥＬ（Electro−Luminescence）等から構成されるディスプレイ及びディスプレイに画像データを出力するインタフェース回路を有し、ＣＰＵ２２０から出力されたデータを表示する。

記憶装置２１０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性半導体メモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性半導体メモリ等を有する。また、記憶装置２１０には、情報処理装置２００の各種処理に用いられるコンピュータプログラム、データベース、テーブル、各種画像等が格納される。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置２１０にインストールされてもよい。可搬型記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（compact disk read only memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（digital versatile disk read only memory）等である。また、記憶装置２１０には、電磁界センサ１００において事前に電圧を測定した測定結果が記憶される。

ＣＰＵ２２０は、インタフェース装置２０１、入力装置２０２、表示装置２０３及び記憶装置２１０と接続され、これらの各部を制御する。ＣＰＵ２２０は、インタフェース装置２０１を介した第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０及び第３Ａ／Ｄ変換器１８０からの受信制御、入力装置２０２の入力制御、表示装置２０３の表示制御、記憶装置２１０の制御等を行う。

図４は、記憶装置２１０及びＣＰＵ２２０の概略構成を示す図である。

図４に示すように、記憶装置２１０には、補正電圧生成プログラム２１１及び算出プログラム２１２等の各プログラムが記憶される。これらの各プログラムは、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実装される機能モジュールである。ＣＰＵ２２０は、記憶装置２１０に記憶された各プログラムを読み取り、読み取った各プログラムに従って動作する。これにより、ＣＰＵ２２０は、補正電圧生成部２２１及び算出部２２２として機能する。

以下、電磁界センサ１００による磁界の値の算出方法について説明する。

電磁界センサ１００の角周波数ω毎の、磁界に対する特性は、次の式（１）により表される。
Ｆ₁〔ω〕＝ＥＭ₁〔ω〕／Ｖ₁〔ω〕 （１）
ここで、ＥＭ₁〔ω〕［Ａ／ｍ］は、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値であり、Ｖ₁〔ω〕［Ｖ］は、情報処理装置２００により測定される測定電圧の値である。また、Ｆ₁〔ω〕［Ｖ・ｍ／Ａ］は、複素変換係数であり、電磁界センサ１００毎に予め定められている。

図５は、電磁界センサ１００の複素変換係数の一例を示すグラフである。

図５の横軸は各周波数を示し、縦軸は複素変換係数の値を示す。図５に示すように、電磁界センサ１００の複素変換係数は、角周波数に応じて異なる値を有する。

一方、電磁界センサ１００の角周波数ω毎の、ノイズに対する特性は、次の式（２）により表される。
Ｇ₁〔ω〕＝ＶＣ₁〔ω〕／ＩＣ₁〔ω〕 （２）
ここで、ＩＣ₁〔ω〕［Ａ］は、ノイズにより電磁界センサ１００に誘起された電流の値であり、ＶＣ₁〔ω〕［Ｖ］は、その電流によって生じた電圧の値である。また、Ｇ₁〔ω〕［Ｖ／Ａ］は、複素変換係数であり、事前測定により角周波数ω毎に算出される。

情報処理装置２００により測定される測定電圧にはノイズにより生じた電圧が含まれるため、測定電圧からノイズにより生じた電圧による影響を除去することにより、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値を高精度に算出することができる。即ち、次の式（３）により磁界の値ＥＭ₁〔ω〕を算出することにより、磁界の値を高精度に算出することができる。
ＥＭ₁〔ω〕＝Ｆ₁〔ω〕（Ｖ₁〔ω〕−ＶＣ₁〔ω〕） （３）

図６は、電磁界センサ１００を用いた事前測定システム２について説明するための模式図である。

図６に示すように、事前測定システム２では、電磁界センサ１００及び第２電流センサ１５０が、それぞれ解析装置１９０に接続される。解析装置１９０は、例えばネットワークアナライザ等の公知の信号計測装置である。第２電流センサ１５０の第２ケーブル１５５は、解析装置１９０の出力端１９１に接続され、電磁界センサ１００のケーブル１２４は、解析装置１９０の入力端１９２に接続される。

事前測定時に、解析装置１９０は、出力端１９１から事前測定用電流Ｓ_P1を出力する。出力端１９１から出力された事前測定用電流Ｓ_P1は第２磁界センサ１５２に流れ、第２磁界センサ１５２に流れた事前測定用電流Ｓ_P1により、第２フェライトコア１５１の円周方向に磁界Ｔ_P1が発生する。この第２フェライトコア１５１に発生した磁界Ｔ_P1により電磁界センサ１００の外部導体１３３の第２位置１２２に電流Ｓ_P2が流れ、外部導体１３３の外側面１３６から開口１１１を介して内部導体１３１に流入する。この内部導体１３１に流れる電流Ｓ_P3により、内部導体１３１には事前測定電圧が発生する。この事前測定電圧は、電磁界センサ１００のケーブル１２４を介して解析装置１９０の入力端１９２に出力される。

解析装置１９０は、出力端１９１から出力した事前測定用電流と、入力端１９２から入力された事前測定電圧の関係を、事前測定電圧の測定結果として不図示の通信装置を介して情報処理装置２００に出力する。例えば、解析装置１９０は、事前測定用電流の振幅及び位相と、事前測定電圧の振幅及び位相を、事前測定電圧の測定結果として情報処理装置２００に出力する。または、解析装置１９０は、事前測定用電流の振幅に対する事前測定電圧の振幅の比率及び事前測定用電流の位相に対する事前測定電圧の位相の差を、事前測定電圧の測定結果として情報処理装置２００に出力してもよい。情報処理装置２００は、解析装置１９０から出力された測定結果を記憶装置２１０に記憶する。

なお、解析装置１９０は、事前測定電圧の測定結果を不図示の表示装置に表示し、情報処理装置２００の利用者が、その表示装置に表示された測定結果を入力装置２０２を用いて情報処理装置２００に入力してもよい。

このように、記憶装置２１０は、事前に第２位置１２２の周囲に事前測定用電流を流すことにより発生させた磁界により外部導体１３３から開口１１１を介して内部導体１３１に流入した電流によって内部導体１３１に生じた事前測定電圧の測定結果を記憶する。

図７は、電磁界センサ１００に誘起したノイズが伝搬する様子の一例を示す模式図である。図７では、電磁界センサ１００において、第１電流センサ１４０が設けられた第１位置１２１と端部１２３の間の位置ａ１にノイズが誘起した場合について説明する。

電磁界センサ１００は、アンテナ部１１０の周囲に存在している電磁界により内部導体１３１に誘起した誘起電圧を第１Ａ／Ｄ変換器１６０を介して情報処理装置２００に出力する。

一方、外部導体１３３の外側面１３６の位置ａ１にノイズが誘起すると、誘起したノイズにより、ノイズ電流Ｓ_NAが発生し、外側面１３６を伝搬していく。ノイズ電流Ｓ_NAが第１位置１２１に流れると、第１電流センサ１４０の第１フェライトコア１４１の円周方向に磁界Ｔ_NA1が発生し、発生した磁界Ｔ_NA1により第１磁界センサ１４２に電流Ｓ_NA1が流れる。そして、その電流Ｓ_NA1により生じた電圧が第２Ａ／Ｄ変換器１７０を介して情報処理装置２００に入力される。このように、第１電流センサ１４０は、ノイズにより第１位置１２１に流れる第１電流を測定する。

同様に、ノイズ電流Ｓ_NAが第２位置１２２に流れると、第２電流センサ１５０の第２フェライトコア１５１の円周方向に磁界Ｔ_NA2が発生し、発生した磁界Ｔ_NA2により第２磁界センサ１５２に電流Ｓ_NA2が流れる。そして、その電流Ｓ_NA2により生じた電圧が第３Ａ／Ｄ変換器１８０を介して情報処理装置２００に入力される。このように、第２電流センサ１５０は、ノイズにより第２位置１２２に流れる第２電流を測定する。

さらに、ノイズ電流Ｓ_NAは開口１１１を介して内部導体１３１に流入し、内部導体１３１の外側面１３４及び外部導体１３３の内側面１３５にはノイズ電流Ｓ_NAにより電流Ｓ_NA3が流れる。電流Ｓ_NA3は、アンテナ部１１０及び軸部１２０の内部導体１３１の外側面１３４及び外部導体１３３の内側面１３５と、ケーブル１２４とを伝搬して第１Ａ／Ｄ変換器１６０まで流れ、その電流Ｓ_NA3により生じた電圧が情報処理装置２００に出力される。以下では、ノイズにより外部導体１３３から開口１１１を介して内部導体１３１に流入した電流によって内部導体１３１に生じた電圧をノイズ電圧と称する場合がある。

このように、電磁界センサ１００から情報処理装置２００に出力される測定電圧には、誘起電圧とノイズ電圧が含まれている。

図８Ａは、位置ａ１にノイズが誘起した場合に各位置に流れる電流の関係を示すグラフである。

図８Ａの横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示す。図８Ａにおいて、グラフ８０１は位置ａ１における電流値を示し、グラフ８０２は第１位置ｂにおける電流値を示し、グラフ８０３は第２位置ｃにおける電流値を示し、グラフ８０４は開口位置（ノイズ侵入位置）ｄにおける電流値を示す。

図８Ｂは、位置ａ１にノイズが誘起した場合に各位置に流れる電流の位相関係図である。

図８Ｂにおいて、矢印８１１〜８１４の大きさは電流の大きさを示し、矢印８１１〜８１４の方向は位相を示す。図８Ｂにおいて、原点Ｏからｘ軸の正値に向かう方向が位相０に対応し、反時計周りに回転していくにつれて位相が大きくなっていく。矢印８１１は位置ａ１における電流に対応し、矢印８１２は第１位置ｂにおける電流に対応し、矢印８１３は第２位置ｃにおける電流に対応し、矢印８１４は開口位置ｄにおける電流に対応する。

位置ａ１に誘起した電流は、位置ａ１から、第１位置ｂ、第２位置ｃ、開口位置ｄへと進んでいく。そのため、図８Ａ、８Ｂに示すように、グラフ８０１、グラフ８０２、グラフ８０３、グラフ８０４の順に、又は、矢印８１１、矢印８１２、矢印８１３、矢印８１４の順に位相が遅れていく。

図９は、電磁界センサ１００に誘起したノイズが伝搬する様子の他の例を示す模式図である。図９では、電磁界センサ１００において、第２電流センサ１５０が設けられた第１位置１２１と開口１１１の間の位置ａ２にノイズが誘起した場合について説明する。

図９においても、図７と同様に、電磁界センサ１００は、アンテナ部１１０の周囲に存在している電磁界により内部導体１３１に誘起した誘起電圧を情報処理装置２００に出力する。

一方、外部導体１３３の外側面１３６の位置ａ２にノイズが誘起すると、誘起したノイズにより、ノイズ電流Ｓ_NBが発生し、外側面１３６を伝搬していく。ノイズ電流Ｓ_NBが第２位置１２２に流れると、第２電流センサ１５０の第２フェライトコア１５１の円周方向に磁界Ｔ_NB2が発生し、発生した磁界Ｔ_NA2により第２磁界センサ１５２に電流Ｓ_NB2が流れる。そして、その電流Ｓ_NB2により生じた電圧が第３Ａ／Ｄ変換器１８０を介して情報処理装置２００に入力される。このように、第２電流センサ１５０は、ノイズにより第２位置１２２に流れる第２電流を測定する。

同様に、ノイズ電流Ｓ_NBが第１位置１２１に流れると、第１電流センサ１４０の第１フェライトコア１４１の円周方向に磁界Ｔ_NB1が発生し、発生した磁界Ｔ_NB1により第１磁界センサ１４２に電流Ｓ_NB1が流れる。そして、その電流Ｓ_NB1により生じた電圧が第２Ａ／Ｄ変換器１７０を介して情報処理装置２００に入力される。このように、第１電流センサ１４０は、ノイズにより第１位置１２１に流れる第１電流を測定する。

一方、ノイズ電流Ｓ_NBは、開口１１１を介して内部導体１３１に流入し、内部導体１３１の外側面１３４及び外部導体１３３の内側面１３５にはノイズ電流Ｓ_NBにより電流Ｓ_NB3が流れる。電流Ｓ_NB3は、アンテナ部１１０及び軸部１２０の内部導体１３１の外側面１３４及び外部導体１３３の内側面１３５と、ケーブル１２４とを伝搬して第１Ａ／Ｄ変換器１６０まで流れ、その電流Ｓ_NB3により生じたノイズ電圧が情報処理装置２００に入力される。

このように、位置ａ２にノイズが誘起した場合も、電磁界センサ１００は、誘起電圧とノイズ電圧とを含む測定電圧を情報処理装置２００に出力する。

図１０Ａは、位置ａ２にノイズが誘起した場合に各位置に流れる電流の関係を示すグラフである。

図１０Ａの横軸は時間を示し、縦軸は電流値を示す。図１０Ａにおいて、グラフ１００１は位置ａ２における電流値を示し、グラフ１００２は第２位置ｃにおける電流値を示し、グラフ１００３は第１位置ｂにおける電流値を示し、グラフ１００４は開口位置（ノイズ侵入位置）ｄにおける電流値を示す。

図１０Ｂは、位置ａ２にノイズが誘起した場合に各位置に流れる電流の位相関係図である。

図１０Ｂにおいて、矢印１０１１〜１０１４の大きさは電流の大きさを示し、矢印１０１１〜１０１４の方向は位相を示す。図１０Ｂにおいて、原点Ｏからｘ軸の正値に向かう方向が位相０に対応し、反時計周りに回転していくにつれて位相が大きくなっていく。矢印１０１１は位置ａ１における電流に対応し、矢印１０１２は第２位置ｃにおける電流に対応し、矢印１０１３は第１位置ｂにおける電流に対応し、矢印１０１４は開口位置ｄにおける電流に対応する。

位置ａ２に誘起した電流は、第２位置ｃの方向と、開口位置ｄの方向のそれぞれに向かって進んでいく。そのため、図１０Ａ、１０Ｂに示すように、グラフ１００１、グラフ１００２、グラフ１００３、グラフ１００４の順、又は、矢印１０１１、矢印１０１２、矢印１０１３、矢印１０１４の順に位相が遅れていく。なお、図１０Ａ、１０Ｂに示す例は、位置ａ２と第１位置ｂの間の距離が、位置ａ２と開口位置ｄの間の距離より短い例を示している。位置ａ２と第１位置ｂの間の距離が、位置ａ２と開口位置ｄの間の距離より長い場合、図１０Ａ、１０Ｂにおいて、グラフ１００４及び矢印１０１４の位相は、グラフ１００２及び矢印１０１２の位相より進んだものとなる。

図７の位置ａ１にノイズが誘起した場合、ノイズによる電流は、第２位置１２２及び開口１１１を介して内部導体１３１に流入し、第１Ａ／Ｄ変換器１６０まで流れる。即ち、第２電流センサ１５０によって第２位置１２２で測定された第２電流は、その後、開口１１１を介して内部導体１３１に流入し、第１Ａ／Ｄ変換器１６０まで流れる。したがって、第２電流とノイズ電圧の関係は、図５で測定した事前測定用電流と事前測定電圧の関係と略同等になる。即ち、第２電流の振幅に対するノイズ電圧の振幅の比率は、事前測定用電流の振幅に対する事前測定電圧の振幅の比率と略同等になり、第２電流の位相とノイズ電圧の位相の差は、事前測定用電流の位相と事前測定電圧の位相の差と略同等になる。

なお、第２電流センサ１５０と第３Ａ／Ｄ変換器１８０の間には第２ケーブル１５５が存在するため、第２電流が第２位置１２２に到達してから情報処理装置２００で実際に測定されるまでに一定の時間が経過する。また、図５において、第２電流センサ１５０と解析装置１９０の間にも第２ケーブル１５５が存在するため、解析装置１９０が事前測定用電流を出力してから第２位置１２２に到達するまでに一定の時間が経過する。第２ケーブル１５５は、これらの時間により生じる位相差を十分に無視できるように短く設定される。または、解析装置１９０は、実際に計測された電圧に対して、これらの時間により生じる位相差の分だけ、位相を進めた電圧を事前測定電圧として求めてもよい。

一方、図９の位置ａ２にノイズが誘起した場合、ノイズによる電流は、開口１１１側と第２位置１２２側へ別々に流れていく。即ち、第２電流センサ１５０によって第２位置１２２で測定された第２電流は、その後、端部１２３側に流れていき、開口１１１側には流れていかない。したがって、第２電流とノイズ電圧の位相関係は、図５で測定した事前測定用電流と事前測定電圧の位相関係と略同等にならない。なお、開口１１１の位置と第２位置１２２の間の距離は十分に短く、距離による信号の減衰は無視できるため、第２電流とノイズ電圧の振幅関係は、図６で測定した事前測定用電流と事前測定電圧の振幅関係と略同等になる。即ち、第２電流の振幅に対するノイズ電圧の振幅の比率は、事前測定用電流の振幅に対する事前測定電圧の振幅の比率と略同等になるが、第２電流の位相とノイズ電圧の位相の差は、事前測定用電流の位相と事前測定電圧の位相の差と略同等にならない。

図１１は、情報処理装置２００による電磁界算出処理の動作を示すフローチャートである。以下、図１０に示したフローチャートを参照しつつ、電磁界算出処理の動作を説明する。なお、以下に説明する動作のフローは、予め記憶装置２１０に記憶されているプログラムに基づき主にＣＰＵ２２０により情報処理装置２００の各要素と協働して実行される。

補正電圧生成部２２１は、まず、インタフェース装置２０１を介して第１Ａ／Ｄ変換器１６０から測定電圧を取得する（ステップＳ１０１）。

次に、補正電圧生成部２２１は、インタフェース装置２０１を介して第２Ａ／Ｄ変換器１７０から第１電流を取得する（ステップＳ１０２）。

次に、補正電圧生成部２２１は、インタフェース装置２０１を介して第３Ａ／Ｄ変換器１８０から第２電流を取得する（ステップＳ１０３）。

次に、補正電圧生成部２２１は、記憶装置２１０から事前測定電圧の測定結果を読み出す（ステップＳ１０４）。

次に、補正電圧生成部２２１は、測定電圧から電界又は磁界の値を算出するために用いる補正電圧を生成する（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理は、所定の角周波数毎に実行される。

補正電圧は、ノイズ電圧に相当する電圧であり、第２電流、事前測定用電流及び事前測定電圧から算出される。補正電圧生成部２２１は、上記した式（２）を変形した次の式（４）により補正電圧を算出する。
ＶＣ₁〔ω〕＝Ｇ₁〔ω〕・ＩＣ₁〔ω〕 （４）
ここで、ＩＣ₁〔ω〕［Ａ］は、ノイズにより誘起された第２電流の値であり、ＶＣ₁〔ω〕［Ｖ］は、ノイズ電圧の値、即ち補正電圧の値である。また、Ｇ₁〔ω〕［Ｖ／Ａ］は、事前測定用電流と事前測定電圧から算出される。

しかしながら、図６〜図１０を用いて説明したように、電磁界センサ１００においてノイズが誘起する位置によって、第２電流とノイズ電圧の関係（位相差）は、図６で測定した事前測定用電流と事前測定電圧の関係（位相差）と略同等にならない場合がある。

そこで、補正電圧生成部２２１は、まず、電磁界センサ１００においてノイズが誘起した位置を特定する。補正電圧生成部２２１は、第２電流の位相が第１電流の位相より進んでいるか否かを判定する。補正電圧生成部２２１は、第２電流の位相が第１電流の位相より遅れている場合、ノイズ誘起位置は、第２電流センサ１５０が設けられた第２位置１２２より第１電流センサ１４０が設けられた第１位置１２１に近い第３位置（図７の位置ａ１側）であると判定する。一方、補正電圧生成部２２１は、第２電流の位相が第１電流の位相より進んでいる場合、ノイズ誘起位置は、第１位置１２１より第２位置１２２に近い第４位置（図９の位置ａ２側）であると判定する。

補正電圧生成部２２１は、ノイズ誘起位置が第３位置である場合、第２電流と補正電圧の振幅関係及び位相関係が、それぞれ事前測定用電流と事前測定電圧の振幅関係及び位相関係と一致するように補正電圧を生成する。この場合、補正電圧生成部２２１は、事前測定用電流及び事前測定電圧をそれぞれ式（２）のＩＣ₁〔ω〕及びＶＣ₁〔ω〕に代入することにより複素変換係数Ｇ₁〔ω〕を算出し、この複素変換係数Ｇ₁〔ω〕を用いて式（４）により補正電圧を算出する。これにより、補正電圧の振幅は、第２電流の振幅に、事前測定用電流の振幅に対する事前測定電圧の振幅の比率を乗じた値となり、補正電圧の位相は、第２電流の位相に、事前測定用電流の位相に対する事前測定電圧の位相の差を加えた値となる。

一方、補正電圧生成部２２１は、ノイズ誘起位置が第４位置である場合、第２電流と補正電圧の位相関係が、事前測定用電流と事前測定電圧の位相関係に対してずれるように補正電圧を生成する。但し、補正電圧生成部２２１は、第２電流と補正電圧の振幅関係が、事前測定用電流と事前測定電圧の振幅関係と一致するように補正電圧を生成する。この場合、補正電圧生成部２２１は、事前測定電圧を式（２）のＶＣ₁〔ω〕に代入し、事前測定用電流の位相を所定の位相分だけ進めた電流をＩＣ₁〔ω〕に代入することにより複素変換係数Ｇ₁〔ω〕を算出する。そして、補正電圧生成部２２１は、この複素変換係数Ｇ₁〔ω〕を用いて式（４）により補正電圧を算出する。これにより、補正電圧の振幅は、第２電流の振幅に、事前測定用電流の振幅に対する事前測定電圧の振幅の比率を乗じた値となる。一方、補正電圧の位相は、第２電流の位相に、事前測定用電流の位相に対する事前測定電圧の位相の差を加えた値から、所定の位相の分だけ減じた値となる。

所定の位相は、例えば第２位置ｃから開口位置ｄまでの距離に相当する位相（第２位置ｃから開口位置ｄまでの距離に（２π／（事前測定用電流の波長））を乗じた値）である。仮に、ノイズ誘起位置が、第２位置ｃと開口位置ｄの間の中間位置である場合、ノイズ誘起位置に誘起したノイズが第２位置ｃと開口位置ｄに達するタイミングは同時となる。即ち、第２位置ｃと開口位置ｄは離れているにも関わらず、第２位置ｃにおける電流の位相と、開口位置ｄにおける電流の位相は同じものとなる。そのため、ノイズ誘起位置が第４位置である場合の補正電圧の位相を、ノイズ誘起位置が第３位置である場合の補正電圧の位相に対して、第２位置ｃから開口位置ｄまでの距離に相当する分だけ進めることにより、ノイズ電圧により近い補正電圧を生成できる。

なお、ノイズ誘起位置が第４位置であっても、ノイズ誘起位置が第２位置ｃと開口位置ｄの間の中間位置であるとは限られない。しかしながら、ノイズ誘起位置が、第２位置ｃと開口位置ｄの間の中間位置であるとみなすことにより、補正電圧と実際のノイズ電圧との誤差を最小限に抑えつつ、平均的にノイズ電圧に近い補正電圧を生成することが可能となる。

このように、補正電圧生成部２２１は、第１電流の位相、第２電流の位相（特に第１電流と第２電流との位相関係）、事前測定用電流及び事前測定電圧に基づいて、第２電流に基づく補正電圧を生成する。

次に、算出部２２２は、測定電圧から補正電圧を減算することにより、測定電圧からノイズの影響を除去したノイズ除去電圧を生成する（ステップＳ１０６）。

算出部２２２は、次の式（５）により、ノイズ除去電圧ＶＥ₁〔ω〕を算出する。
ＶＥ₁〔ω〕＝Ｖ₁〔ω〕−ＶＣ₁〔ω〕 （５）
ここで、Ｖ₁〔ω〕［Ｖ］は測定電圧の値であり、ＶＣ₁〔ω〕［Ｖ］は補正電圧の値である。

図１２Ａは、図７の位置ａ１にノイズが誘起した場合の各信号（電流又は電圧）を示すグラフである。

図１２Ａの横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示す。図１２Ａにおいて、グラフ１２０１は第２位置ｃにおける第２電流を示し、グラフ１２０２は測定電圧を示す。また、グラフ１２０３は、第２電流１２０１から生成された補正電圧の電圧値の正負を反転させた信号を示す。また、グラフ１２０４は、測定電圧１２０２に信号１２０４を加算することにより生成されたノイズ除去電圧を示す。

図１２Ｂは、位置ａ１にノイズが誘起した場合の各信号の位相関係図である。

図１２Ｂにおいて、矢印１２１１〜１２１４の大きさは各信号の大きさを示し、矢印１２１１〜１２１４の方向は各信号の位相を示す。図１２Ｂにおいて、原点Ｏからｘ軸の正値に向かう方向が位相０に対応し、反時計周りに回転していくにつれて位相が大きくなっていく。矢印１２１１は第２電流１２０１に対応し、矢印１２１２は測定電圧１２０２に対応し、矢印１２１３は補正電圧の電圧値の正負を反転させた信号１２０３に対応し、矢印１２１４はノイズ除去電圧１２０４に対応する。

図１２Ａ、１２Ｂに示すように、ノイズ除去電圧は、測定電圧からノイズ成分が除去された信号となる。

図１３Ａは、図９の位置ａ２にノイズが誘起した場合の各信号（電流又は電圧）を示すグラフである。

図１３Ａの横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示す。図１３Ａにおいて、グラフ１３０１は第２位置ｃにおける第２電流を示し、グラフ１３０２は測定電圧を示す。また、グラフ１３０３は、第２電流１３０１から生成された補正電圧の電圧値の正負を反転させた信号を示す。また、グラフ１３０４は、測定電圧１３０２に信号１３０４を加算することにより生成されたノイズ除去電圧を示す。

図１３Ｂは、位置ａ２にノイズが誘起した場合の各信号の位相関係図である。

図１３Ｂにおいて、矢印１３１１〜１３１４の大きさは各信号の大きさを示し、矢印１３１１〜１３１４の方向は各信号の位相を示す。図１３Ｂにおいて、原点Ｏからｘ軸の正値に向かう方向が位相０に対応し、反時計周りに回転していくにつれて位相が大きくなっていく。矢印１３１１は第２電流１３０１に対応し、矢印１３１２は測定電圧１３０２に対応し、矢印１３１３は補正電圧の電圧値の正負を反転させた信号１３０３に対応し、矢印１３１４はノイズ除去電圧１３０４に対応する。

図１３Ａ、１３Ｂに示す例においても、ノイズ除去電圧は、測定電圧からノイズ成分が除去された信号となる。

次に、算出部２２２は、ノイズ除去電圧に基づいて、電磁界センサ１００のアンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値を算出し（ステップＳ１０７）、算出した磁界の値を表示装置２０３に表示して一連のステップを終了する。

算出部２２２は、次の式（６）によりアンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値を算出する。
ＥＭ₁〔ω〕＝Ｆ₁〔ω〕・ＶＥ₁〔ω〕 （６）

このように、算出部２２２は、測定電圧及び補正電圧に基づいて、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値を算出する。

なお、図６に示した事前測定システム２において、第２電流センサ１５０の代わりに第１電流センサ１４０を解析装置１９０に接続し、第１位置１２１の周囲に事前測定用電流を流したときの事前測定電圧を測定してもよい。その場合、情報処理装置２００は、その事前測定電圧の測定結果を記憶装置２１０に記憶し、補正電圧生成部２２１は、ステップＳ１０５において、式（４）のＩＣ₁〔ω〕に第１電流の値を代入することにより補正電圧を算出する。

また、電磁界測定システム１において、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０、第３Ａ／Ｄ変換器１８０及び情報処理装置２００の代わりに、オシロスコープ又はシグナルアナライザ等の計測器を用いてもよい。その場合、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０及び第２電流センサ１５０はその計測器に接続され、その計測器が電磁界を計測する。計測器として、例えばＫＥＹＳＩＧＨＴ社製のオシロスコープ９１３０４Ａ（Ｉｎｆｉｎｉｉｕｍ ９０００Ｘ／Ｚシリーズ）又はシグナルアナライザＮ９０４０Ｂ５０８等を用いることができる。

また、電磁界測定システム１において、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０又は第３Ａ／Ｄ変換器１８０は、情報処理装置２００と別個に設けられるのではなく、情報処理装置２００内部に設けられてもよい。即ち、情報処理装置２００が、第１Ａ／Ｄ変換器１６０、第２Ａ／Ｄ変換器１７０又は第３Ａ／Ｄ変換器１８０を有してもよい。

以上詳述したように、電磁界測定システム１は、二つの電流センサで測定した二つの電流の位相関係に基づいて補正電圧を生成し、測定電圧を補正する。これにより、電磁界測定システム１は、電磁界センサ１００においてノイズが誘起した位置に応じて適切に測定電圧を補正することができる。したがって、電磁界測定システム１は、外部から電磁界センサ１００にノイズが誘起しても、その誘起した位置によらずノイズの影響を抑制し、磁界の値を正しく測定することが可能となった。特に、電磁界測定システム１は、測定対象の磁界を、測定対象でない電界の影響を受けることなく測定することが可能となった。

図１４は、他の実施形態に係る情報処理装置２３０のハードウェア構成図である。

情報処理装置２３０は、情報処理装置２００が有する各部に加えて、処理回路２４０を有する。処理回路２４０は、ＤＳＰ（digital signal processor）又はＬＳＩ（large scale integration）等である。または、処理回路２４０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）等である。処理回路２４０は、ＣＰＵ２２０の代わりに、電磁界算出処理を実行する。

図１５は、処理回路２４０の概略構成を示す図である。

処理回路２４０は、補正電圧生成回路２４１及び算出回路２４２等を有する。なお、これらの各部は、それぞれ独立した集積回路、マイクロプロセッサ、ファームウェア等で構成されてもよい。

補正電圧生成回路２４１は、補正電圧生成部の一例である。補正電圧生成回路２４１は、インタフェース装置２０１を介して電磁界センサ１００から測定電圧、第１電流、第２電流を取得し、記憶装置２１０から事前測定電圧の測定結果を読み出す。補正電圧生成回路２４１は、取得した各情報に基づいて補正電圧を生成し、測定電圧及び補正電圧を算出回路２４２に送信する。

算出回路２４２は、算出部の一例である。算出回路２４２は、補正電圧生成回路２４１から測定電圧及び補正電圧を取得し、測定電圧及び前記補正電圧に基づいて、アンテナ部１１０の周囲に存在している磁界の値を算出し、表示装置２０３に表示する。

以上詳述したように、情報処理装置２３０においても、情報処理装置２００と同様に、外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、磁界の値を正しく測定することが可能となった。

図１６は、他の実施形態に係る電磁界センサ３００のハードウェア構成図である。

電磁界センサ３００は、電磁界測定システムにおいて、電磁界センサ１００の代わりに用いられる。電磁界センサ３００は、電磁界センサ１００と同様に、アンテナ部３１０及び軸部３２０等を有するシールデッドループアンテナであり、アンテナ部３１０の周囲に存在している磁界を測定する。アンテナ部３１０及び軸部３２０は、アンテナ部１１０及び軸部１２０と同様の構造体で一体に形成される。

アンテナ部３１０は、アンテナ部１１０と同様に、環状の構造体により形成され、開口３１１を有する。アンテナ部３１０には、軸部３２０がアンテナ部３１０の二つの端部から延伸するように形成され、開口３１１は軸部３２０から最も離れた位置に設けられる。

軸部３２０は、軸部１２０と同様に、アンテナ部３１０の二つの端部からそれぞれ延伸する二つの直線状の構造体により形成される。但し、二つの直線状の構造体の長さは異なり、長い方の構造体のアンテナ部３１０から最も離れた端部３２３には、ケーブル１２４を介して第１Ａ／Ｄ変換器１６０が接続され、短い方の構造体の端部３２２は終端されている。

電磁界センサ３００を用いる場合も、軸部３２０において、電磁界センサ１００の第１位置１２１と同様の位置の周囲に第１センサ１４０が設けられ、電磁界センサ１００の第２位置１２２と同様の位置の周囲に第２電流センサ１５０が設けられる。

以上詳述したように、電磁界センサ３００を用いる場合も、電磁界センサ１００を用いる場合と同様に、外部から電磁界センサに誘起したノイズの影響を抑制し、磁界の値を正しく測定することが可能となった。

図１７は、他の実施形態に係る電磁界センサ４００のハードウェア構成図である。

電磁界センサ４００は、電磁界測定システムにおいて、電磁界センサ１００の代わりに用いられる。電磁界センサ４００は、アンテナ部４１０及び軸部４２０等を有するダイポールアンテナであり、アンテナ部４１０の周囲に存在している電界、即ちアンテナ部４１０の周囲に配置された測定対象の電子電気機器から発生した電界を測定する。アンテナ部４１０及び軸部４２０は、アンテナ部１１０と同様の構造体で一体に形成される。

アンテナ部４１０は、直線状の構造体により形成される。アンテナ部４１０は、第１直線部４１１及び第２直線部４１２を有する。第１直線部４１１は、アンテナ部１１０と同様の構造体の内、外部導体４１４から抜き出された内部導体及び絶縁体４１３で形成され、第２直線部４１２は、内部導体及び絶縁体４１３が抜き出された外部導体４１４で形成される。なお、第１直線部４１１は、絶縁体を有さず、内部導体のみで形成されてもよい。このように、第１直線部４１１は少なくとも内部導体を含み、第２直線部４１２は少なくとも外部導体を含む。また、アンテナ部４１０は、測定する信号の波長の１／１０以下の長さになるように設けられる。

電磁界センサ４００では、アンテナ部４１０の周囲に存在している電磁界によって、アンテナ部４１０に電圧が誘起され、第１直線部４１１と第２直線部４１２が結合する位置の近傍に電位差が生じる。そして、その電位差によって生じる電流が、ノイズとして軸部４２０の内部導体に流れていく。即ち、電磁界センサ４００では、第１直線部４１１（及び第２直線部４１２）が、アンテナ部４１０の開口として動作する。

軸部４２０は、第１直線部４１１及び第２直線部４１２の端部から延伸する直線状の構造体により形成される。軸部４２０の、アンテナ部４１０から最も離れた端部４２１には、ケーブル１２４を介して第１Ａ／Ｄ変換器１６０が接続される。

電磁界センサ４００を用いる場合も、軸部４２０において、電磁界センサ１００の第１位置１２１と同様の位置の周囲に第１センサ１４０が設けられ、電磁界センサ１００の第２位置１２２と同様の位置の周囲に第２電流センサ１５０が設けられる。

電磁界センサ４００は、アンテナ部４１０の周囲に存在している電磁界により内部導体に誘起した誘起電圧とノイズ電圧とを含む測定電圧を第１Ａ／Ｄ変換器１６０を介して情報処理装置２００に出力する。

電磁界センサ４００に接続された情報処理装置２００は、電磁界センサ１００、第１電流センサ１４０及び第２電流センサ１５０から出力される電圧に基づいて、電磁界センサ４００のアンテナ部４１０の周囲に存在している電界の値を算出する。

以下、電磁界センサ４００による電界の値の算出方法について説明する。

電磁界センサ４００の角周波数ω毎の、電界に対する特性は、次の式（７）により表される。
Ｆ₂〔ω〕＝ＥＭ₂〔ω〕／Ｖ₂〔ω〕 （７）
ここで、ＥＭ₂〔ω〕［Ｖ／ｍ］は、アンテナ部４１０の周囲に存在している電界の値であり、Ｖ₂〔ω〕［Ｖ］は、情報処理装置２００により測定される測定電圧の値である。また、Ｆ₂〔ω〕［Ｖ・ｍ／Ｖ］は、複素変換係数であり、電磁界センサ４００毎に予め定められている。

図１８は、電磁界センサ４００の複素変換係数の一例を示すグラフである。

図１８の横軸は周波数を示し、縦軸は複素変換係数の値を示す。図１８に示すように、電磁界センサ４００の複素変換係数は、角周波数に応じて異なる値を有する。

一方、電磁界センサ４００の角周波数ω毎の、ノイズに対する特性は、次の式（８）により表される。
Ｇ₂〔ω〕＝ＶＣ₂〔ω〕／ＩＣ₂〔ω〕 （８）
ここで、ＩＣ₂〔ω〕［Ａ］は、ノイズにより電磁界センサ４００に誘起された電流の値であり、ＶＣ₂〔ω〕［Ｖ］は、その電流によって生じた電圧の値である。また、Ｇ₂〔ω〕［Ｖ／Ａ］は、複素変換係数であり、事前測定により角周波数ω毎に算出される。

また、電界の値ＥＭ₂〔ω〕は、次の式（９）により算出される。
ＥＭ₂〔ω〕＝Ｆ₂〔ω〕（Ｖ₂〔ω〕−ＶＣ₂〔ω〕） （９）

情報処理装置２００は、電磁界センサ４００に接続された場合も、図１１に示したフローチャートに従って、電磁界算出処理を実行する。

但し、図１１のステップＳ１０５において、補正電圧生成部２２１は、測定電圧から電界の値を算出するために用いる補正電圧を生成する。補正電圧生成部２２１は、上記した式（８）を変形した次の式（１０）により補正電圧を算出する。
ＶＣ₂〔ω〕＝Ｇ₂〔ω〕・ＩＣ₂〔ω〕 （１０）
ここで、ＩＣ₂〔ω〕［Ａ］は、ノイズにより誘起された第２電流の値であり、ＶＣ₂〔ω〕［Ｖ］は、ノイズ電圧の値、即ち補正電圧の値である。また、Ｇ₂〔ω〕［Ｖ／Ａ］は、Ｇ₁〔ω〕と同様にして、事前測定用電流と事前測定電圧から算出される。

また、図１１のステップＳ１０６において、算出部２２２は、次の式（１１）により、ノイズ除去電圧ＶＥ₂〔ω〕を算出する。
ＶＥ₂〔ω〕＝Ｖ₂〔ω〕−ＶＣ₂〔ω〕 （１１）
ここで、Ｖ₂〔ω〕［Ｖ］は測定電圧の値であり、ＶＣ₂〔ω〕［Ｖ］は補正電圧の値である。

仮に、電磁界センサ４００の複素変換係数Ｇ₂［Ｖ／Ａ］が、電磁界センサ１００の複素変換係数Ｇ₁［Ｖ／Ａ］と同じである場合、生成される補正電圧及びノイズ除去電圧は、図１２Ａに示した各電圧と同じになる。同様に、電磁界センサ４００の複素変換係数Ｇ₂［Ｖ／Ａ］が、電磁界センサ１００の複素変換係数Ｇ₁［Ｖ／Ａ］と同じである場合、生成される補正電圧及びノイズ除去電圧は、図１３Ａに示した各電圧と同じになる。

また、図１１のステップＳ１０７において、算出部２２２は、ノイズ除去電圧に基づいて、電磁界センサ４００のアンテナ部４１０の周囲に存在している電界の値を算出する。算出部２２２は、次の式（１２）によりアンテナ部４１０の周囲に存在している磁界の値を算出する。
ＥＭ₂〔ω〕＝Ｆ₂〔ω〕・ＶＥ₂〔ω〕 （１２）

以上詳述したように、電磁界センサ４００を用いる場合、外部から電磁界センサ４００にノイズが誘起しても、その誘起した位置によらずノイズの影響を抑制し、電界の値を正しく測定することが可能となった。特に、電磁界測定システム１は、測定対象であるダイポールアンテナの長手方向の電界を、その電界と直交する方向の電界の影響を受けることなく測定することが可能となった。

１ 電磁界測定システム
１００、３００、４００ 電磁界センサ
１１０ アンテナ部
１２０ 軸部
１４０ 第１電流センサ
１５０ 第２電流センサ
２００ 情報処理装置
２１０ 記憶装置
２２１ 補正電圧生成部
２２２ 算出部

Claims (6)

1. 内部導体を絶縁体を介して外部導体で覆った構造体で形成され、開口を有するアンテナ部及び軸部を有する電磁界センサと、
   前記軸部の前記外部導体の第１位置の周囲に設けられた第１電流センサと、
   前記軸部の前記外部導体の前記第１電流センサと前記開口と間の第２位置の周囲に設けられた第２電流センサと、
   前記電磁界センサ、前記第１電流センサ及び前記第２電流センサと接続された情報処理装置と、を有し、
   前記電磁界センサは、前記アンテナ部の周囲に存在している電磁界により前記内部導体に誘起した誘起電圧と、ノイズにより前記外部導体から前記開口を介して前記内部導体に流入した電流によって前記内部導体に生じたノイズ電圧とを含む測定電圧を出力し、
   前記第１電流センサは、ノイズにより前記第１位置を流れる第１電流を測定し、
   前記第２電流センサは、ノイズにより前記第２位置を流れる第２電流を測定し、
   前記情報処理装置は、
   前記第１電流と前記第２電流との位相関係に基づいて、前記第１電流又は前記第２電流に基づく補正電圧を生成する補正電圧生成部と、
   前記測定電圧及び前記補正電圧に基づいて、前記アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する算出部と、を有する、
   ことを特徴とする電磁界測定システム。
2. 前記情報処理装置は、事前に前記第１位置又は前記第２位置の周囲に事前測定用電流を流すことにより発生させた磁界により前記外部導体から前記開口を介して前記内部導体に流入した電流によって前記内部導体に生じた事前測定電圧の測定結果を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記補正電圧生成部は、前記第１電流の位相、前記第２電流の位相、前記事前測定用電流及び前記事前測定電圧に基づいて、前記補正電圧を生成する、請求項１に記載の電磁界測定システム。
3. 前記算出部は、前記測定電圧から前記補正電圧を減算することにより、前記測定電圧からノイズの影響を除去したノイズ除去電圧を生成し、前記ノイズ除去電圧に基づいて、アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する、請求項１または２に記載の電磁界測定システム。
4. 前記アンテナ部は、環状である、請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁界測定システム。
5. 前記アンテナ部は、前記内部導体を含む第１直線部と、前記外部導体を含む第２直線部と、を有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の電磁界測定システム。
6. 内部導体を絶縁体を介して外部導体で覆った構造体で形成され、開口を有するアンテナ部及び軸部を有する電磁界センサが出力した、前記アンテナ部の周囲に存在している電磁界により前記内部導体に誘起した誘起電圧と、ノイズにより前記外部導体から前記開口を介して前記内部導体に流入した電流によって前記内部導体に生じたノイズ電圧とを含む測定電圧を取得し、
   前記軸部の前記外部導体の第１位置の周囲に設けられた第１電流センサが測定した、ノイズにより前記第１位置を流れる第１電流を取得し、
   前記軸部の前記外部導体の前記第１電流センサと前記開口と間の第２位置の周囲に設けられた第２電流センサが測定した、ノイズにより前記第２位置を流れる第２電流を取得し、
   前記第１電流と前記第２電流との位相関係に基づいて、前記第１電流又は前記第２電流に基づく補正電圧を生成し、
   前記測定電圧及び前記補正電圧に基づいて、前記アンテナ部の周囲に存在している電界又は磁界の値を算出する、
   ことを含むことを特徴とする電磁界測定方法。

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