JP2019090776A - アンテナポジショナ、不要輻射電磁波測定システムおよび不要輻射電磁波の測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記アンテナポジショナは、柱体と、前記柱体に沿って昇降する昇降体と、前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、アンテナ取付部を含み前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能に取付けられたアンテナアダプタと、を有し、前記アンテナは前記アンテナポジショナの前記アンテナ取付部に取付けられ、前記昇降体の昇降に応じて、前記アンテナ取付アームが回動するとともにアンテナアダプタが回転することを特徴とし、前記昇降体を昇降させることにより、前記アンテナの高さと、前記アンテナの俯角と、前記アンテナの偏波角を変えて測定する不要輻射電磁波の測定方法である。
(実施例1)
図1(a)はアンテナポジショナ1を含む不要輻射電磁波測定システム40の正面図、図1(b)はアンテナポジショナ1の側面図である。
被測定機器(EUT)41は、回転可能なターンテーブル42上の試験台43の上に設置されている。またアンテナ31がアンテナポジショナ1に取付けられており、アンテナポジショナ1によりアンテナ31の高さと俯角と偏波角を変えながら、またターンテーブル42によりEUT41の設置角度を変えながら、EUT41からの不要輻射電磁波の測定が行なわれる。なお、図1はアンテナ31を上下2箇所の不要輻射電磁波の測定高さに移動させた状態を重ね合わせて描いた模式図であり、実際のアンテナ31は1つである。
またアンテナ取付アーム4にはアンテナ取付部5Mを含むアンテナアダプタ5が配設されている。アンテナアダプタ5のアンテナ取付部5Mは水平軸4Hに直交しており、アンテナ取付アーム4が水平軸4H軸回りに回動するとアンテナアダプタ5のアンテナ取付部5Mの俯角が変化する。所定の2箇所の不要輻射電磁波の測定高さの範囲内では、昇降体3が上昇するほどアンテナ取付部5Mの俯角が大きくなるように、カム面6Cの形状は設定されており、少なくとも所定の2箇所の測定高さにおいて、アンテナ取付部5Mの中心軸は略EUT41の方向に向けられる。アンテナ取付部5Mの中心軸はアンテナ31を取付けたときアンテナ31の受波の中心軸と一致させているため、アンテナ取付部5Mにアンテナ31を取付けたとき、所定の2箇所の測定高さにおいてアンテナ31は略EUT41の方向に向けられる。
ここで所定の2箇所の不要輻射電磁波の測定高さの範囲内とは、例えば図1において昇降体3とアンテナ31がそれぞれ上下2箇所の測定高さの範囲内にあることを示しており、必要のあるときのみ昇降体3の高さとアンテナ31の高さを明記して区別する。
またアンテナ取付アーム4の分岐部4Dの先端部には、昇降時にカム板6のカム面6Cと接触しながら移動する接触子9が配設されている。接触子9は、主にアンテナ取付アーム4とアンテナ31の重量により生じるアンテナ取付アーム4の水平軸4H回りの回転モーメントにより、カム板6のカム面6Cに押付けられている。昇降部の昇降動作をスムーズにするため、接触子9はローラ状とし、回転可能に取付けるとよい。
なお昇降体3やアンテナ取付アーム4等はそれぞれ一部品である必要はなく、図2に示したように複数の部品を組立てて構成されていてもよいことは言うまでもない。
なおカム板6のカム面6Cの形状次第で、アンテナ31の俯角をアンテナ31の高さに応じて比較的自由に変化させることができるため、アンテナ31を所定の測定高さの中間の1箇所以上の高さもしくは全ての高さにおいて、アンテナ31をEUT41の方向に向けることも可能である。これにより様々な高さ条件においても、EUT41からの不要輻射電磁波を容易に測定できる。
しかしEUT41が大きくてアンテナ31の3dBビーム幅の中に収まらないときは、アンテナ31を指向性の少し弱いものに代えるか、アンテナ31とEUT41の距離を例えば通常の3mより広げてもよい。
なおカム板6は上下2枚でなく、多数枚に分割されていてもよい。例えば不要輻射の所定の測定高さが4箇所ある場合、測定高さ毎に4分割としてもよい。これにより測定高さ毎に対応するカム板6の位置を調整して、測定高さ毎にアンテナ31の俯角を調整することができる。また逆にカム板6は分割せずに1枚で構成してもよい。一体のカム板6を上下端の2箇所のみで柱体2に固定し、中間部のカム板固定部7を無くすと、昇降体3の略四角形の枠状部の切り欠き部3Cを無くすことができる。これにより昇降体3の強度を上げることができるため、昇降体3の軽量化も可能となる。
なおアンテナ取付部5Mの形状は、アンテナ31側の嵌合部の形状に合わせて決められるため、単純なパイプ状ではなくてもよいが、アンテナ31側の嵌合部の形状によらずアンテナ31の中心軸とアンテナ取付部5Mの中心軸は容易に一致させることができる。
またアンテナ31の偏波角が水平と垂直となる位置で、アンテナアダプタ5がアンテナ取付アーム4に対して軽い力でロックされるようにしてもよい。これにより昇降体3の昇降に伴う振動等で偏波角がずれてしまうのを防止することができる。ロック機構としてはボールプランジャもしくは樹脂ばねを利用し、クリック感を持たせるとよい。ボールプランジャを使用する場合は金属を使用しない樹脂製を選択するとよい。この場合、切替レバー22はロック解除に必要な力を考慮して動作が安定する位置に配設するとよい。
図3においてアンテナ31はホーンアンテナであり、垂直偏波の電磁波測定時の姿勢とされている。図3(a)で昇降体3は所定の不要輻射電磁波の測定範囲の下限の測定高さにあり、(b)では上限の測定高さにある。この範囲内で昇降体3を昇降させることにより、アンテナ31の高さと俯角を同時に変化させて、測定範囲内の少なくとも所定の測定高さにおいてアンテナ31をEUT41の方向に向けて、垂直偏波の不要輻射電磁波の測定を行う。測定は昇降体3を下から上昇させながら測定しているが、逆に上から下降させながら測定してもよい。
なお、以上の例では昇降体3が測定高さの範囲外の下ストッパ20に当接する位置まで昇降体3を下降させ、アンテナアダプタ5を回転させてアンテナ31の偏波角を切替えていたが、昇降体3を測定高さの範囲外の上ストッパ21に当接する位置まで昇降体3を上昇させ、アンテナアダプタ5を回転させてアンテナ31の偏波角を切替えてもよい。
またアンテナアダプタ5のアンテナ取付部5Mに対してアンテナ31を90度回転して取付けることにより、最初に測定範囲内で水平偏波の不要輻射電磁波を測定し、その後昇降体3を測定範囲外に下降させてアンテナ31を90度回転させて垂直偏波の電磁波測定時の姿勢とし、後から垂直偏波の不要輻射電磁波を測定してもよい。
このように本発明によれば昇降体3を昇降させるだけでアンテナ31の偏波角を垂直から水平、水平から垂直へと自在に切替えることができ、効率的で自由度の高い測定を行うことができる。
なお操作部35は表示部を含んでいてもよく、表示部にはアンテナ31の高さ、俯角、偏波角を表示させてもよい。
また図1の不要輻射電磁波測定システム40によれば、1つのモータ12で昇降体3を昇降させるだけでアンテナ31の高さ、俯角、偏波角を容易に精度よく設定できるため、測定の自動化も容易に実現することができる。
また図1のアンテナポジショナ1は、EUT41からの不要輻射電磁波を測定する電磁妨害(EMI)試験の他、EUT41の妨害電波耐性を測定する電磁感受性(EMS)試験を含む電磁両立性(EMC)の対策や評価等に使用することができる他、アンテナの設計や評価用にも使用することができる。
また図1のアンテナポジショナ1は、柱体に沿って昇降する昇降体を有する既存のアンテナポジショナを改造することで実現できることが多い。すなわち回動するアンテナ取付アームが配設された昇降体に載せ代えると共に、カム板や切替カム等を追加すればよい。
(実施例2)
図9は第2の実施形態のアンテナポジショナ1を含む不要輻射電磁波測定システム40の正面図である。第1の実施形態に対して柱体2の高さを高くして、昇降体3の昇降距離も大きくして、4箇所の測定高さでEUT41からの不要輻射電磁波の測定を可能としている。なお図9も昇降体3やアンテナ31を4箇所の測定高さに移動させた状態を重ねて合わせて描いた模式図であり、実際の昇降体3やアンテナ31は1つである。なお不要輻射電磁波を測定するアンテナ31の高さは4箇所に限定されるものではなく、必要に応じて何箇所でも対応可能である。
なお昇降体3に取付けられた俯角表示板25は、アンテナ取付アーム4の回動中心4C部に取付けられた針の位置でアンテナ31の俯角を確認可能とするもので、アンテナ31の俯角を手動で調整する場合には必須であるが、図9のアンテナポジショナ1においてはアンテナ31の俯角が昇降体3の高さに応じて自動的に決まるため省略してもよい。
なお図9のアンテナポジショナ1に第1の実施形態と同様の偏波切換機構を追加できることは言うまでもない。4箇所の測定高さを含む測定範囲の外側に昇降体3を移動させたとき、アンテナ31の偏波角が切替わるようにすればよい。また台車10の上に配設されたモータ12や減速機構13等は実施例1と同様に図示省略したカバーで覆われている。
(実施例3)
図10は第3の実施形態のアンテナポジショナ1を含む不要輻射電磁波測定システム40の正面図である。第1の実施形態は1GHz以上の周波数の不要輻射電磁波測定に対応していたが、第3の実施形態は主に1GHz未満の周波数の不要輻射電磁波測定に対応したものであり、アンテナ31にはホーンアンテナでなくログペリオディックアンテナを使用している。また上下2箇所の測定高さでEUT41からの不要輻射電磁波の測定を行う例であるが、測定高さの範囲や測定箇所の数はこれに限定されるものではない。なお図10も昇降体3やアンテナ31を2箇所の測定高さに移動させた状態を重ねて合わせて描いた模式図であり、実際の昇降体3やアンテナ31は1つである。またアンテナ31の種類は限定されるものではなく、例えばダイポールアンテナやバイコニカルアンテナ、ハイブリッドアンテナなどでもよい。
一方でアンテナ31を受波の中心軸回りに回転させて偏波角を切替え、垂直と水平の両偏波の不要輻射電磁波を測定する必要はある。従って図10のアンテナポジショナ1には実施例1と同様に切替レバー22や第1の切替カム23、第2の切替カム24等の、アンテナ31の偏波角を切替えるための機構が配設されている。なお図10のアンテナポジショナ1では第1の切替カム23と第2の切替カム24を設けることにより、アンテナ31の偏波角を水平から垂直、垂直から水平、両方向に自在に切替え可能としており測定手順の自由度が高いが、どちらか一方の切替カムを省略しても両偏波の測定は可能である。
なお図10のアンテナポジショナ1に、手動でアンテナ31の俯角を調整する機構を更に追加してもよい。
(実施例4)
図11(a)は第1及び第2の実施形態の典型的な不要輻射電磁波測定システム40の動作を説明するための模式図であり、(b)はそのアンテナポジショナ1のカム板6のカム面6Cの形状を説明するための模式図である。また図11(c)が以下説明する第4の実施形態の不要輻射電磁波測定システム40の動作を説明するための模式図であり、(d)がそのアンテナポジショナ1のカム板6のカム面6Cの模式図である。
なお最下の測定高さZ0においてはアンテナ31の俯角はゼロとして測定を行う。EUT41の全高寸法がアンテナ31のビーム幅の範囲に収まらないときは、アンテナ31の俯角をゼロとしたままEUT41を走査するようにアンテナ31を上下に移動させて、EUT41の全高がアンテナ31のビーム幅の移動範囲内に収まるようにして測定してもよい。そのため測定高さZ0に対応するカム位置z0の近傍ではカム面6Cの傾きはゼロとし、アンテナ31の俯角をゼロに保持している。
従って例えば全高寸法の大きいEUT41に対応して、ビーム幅の広いアンテナ31が入手できず、EUT41とアンテナ31の距離も広げられないような場合でも、以上のようなカム面6Cを有するカム板6を採用すれば、EUT41全体からの不要輻射電磁波の測定が可能となる。水平回動軸4Hを測定高さ近傍で移動させながら、ピークホールド機能を利用すれば、更に容易にEUT41内で最大の放射源からの不要輻射電磁波を測定することができる。
(実施例4の変形例1)
図12(a)は第4の実施形態の変形例1の不要輻射電磁波測定システム40の動作を説明するための模式図であり、(b)はそのアンテナポジショナ1のカム板6のカム面6Cの形状を説明するための模式図である。
(実施例4の変形例2)
図13(a)は第4の実施形態の変形例2の不要輻射電磁波測定システム40の動作を説明するための模式図であり、(b)はそのアンテナポジショナ1のカム板6のカム面6Cの形状を説明するための模式図である。
2 :柱体
3 :昇降体
3C :昇降体の切り欠き部
3R :昇降体のローラ
3U :昇降体の上補強部
3D :昇降体の下補強部
4 :アンテナ取付アーム
4B :アンテナ取付アームの屈曲部
4C :アンテナ取付アームの回動中心
4D :アンテナ取付アームの分岐部
4H :アンテナ取付アームの水平回動軸
5 :アンテナアダプタ
5M :アンテナアダプタのアンテナ取付部
6 :カム板
6C :カム板のカム面
7 :カム板固定部
9 :接触子
10 :台車
10W :台車の車輪
10L :台車の固定脚
11 :駆動装置
12 :モータ
13 :減速機構
14 :昇降体高さ検出部
15 :コントローラ
16 :駆動プーリ
17 :従動プーリ
18 :ベルト
19 :ベルト押さえ
20 :下ストッパ
21 :上ストッパ
22 :切替レバー
23 :第1の切替カム
24 :第2の切替カム
25 :俯角表示板
31 :アンテナ
31S :アンテナ取付軸
32 :回転検出部
33 :制御部
34 :モータ駆動回路
35 :操作部
40 :不要輻射電磁波測定システム
41 :被測定機器(EUT=Equipment Under Test)
42 :ターンテーブル
43 :試験台
Claims (20)
- 柱体と、
前記柱体に沿って昇降する昇降体と、
アンテナ取付アームと、を有し、
前記アンテナ取付アームは前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられ、前記昇降体の昇降に応じて前記アンテナ取付アームが回動するアンテナポジショナ。 - 前記アンテナ取付アームには、アンテナ取付部を含むアンテナアダプタが配設され、
前記昇降体が所定の高さの範囲内にあるとき、前記昇降体が上昇すると、前記アンテナ取付アームが回動して前記アンテナ取付部の俯角が大きくなる請求項1に記載のアンテナポジショナ。 - 前記所定の高さの範囲内において、決められた全ての測定高さのうち最下の測定高さを除く測定高さ近傍における前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナ取付部の俯角変化率が、前記所定の高さの範囲内の前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナ取付部の俯角変化率の平均値よりも大きい請求項2に記載のアンテナポジショナ。
- 前記柱体の近傍に固定され、所定の形状のカム面が形成されたカム板と、
前記アンテナ取付アーム上に配設された接触子と、を更に有し、
前記昇降体の昇降時に前記接触子が前記カム面に接触しながら移動することにより、前記アンテナ取付アームが回動する請求項1乃至3に記載のアンテナポジショナ。 - 前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナアダプタは、前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能とされた請求項2乃至4に記載のアンテナポジショナ。
- 前記昇降体が前記所定の高さの範囲内において、前記アンテナアダプタが所定の回転位置にあるとき、前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて第1の高さまで移動すると、前記アンテナアダプタが回転し、
その後前記昇降体が前記所定の高さの範囲内に戻るときは、前記アンテナアダプタは回転しない請求項5に記載のアンテナポジショナ。 - 柱体と、
前記柱体に沿って昇降する昇降体と、
アンテナ取付部を含むアンテナアダプタと、を有し、
前記アンテナアダプタは前記昇降体に対して、前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能に取付けられ、
前記昇降体が所定の高さの範囲内において前記アンテナアダプタが所定の回転位置にあるとき、前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて第1の高さまで移動すると、前記アンテナアダプタが回転し、
その後昇降体が前記所定の範囲内に戻るときは、前記アンテナアダプタは回転しないアンテナポジショナ。 - 前記昇降体が前記所定の高さの範囲内に戻った後、前記昇降体が前記所定の高さの範囲を前回と反対方向に超えて第2の高さまで移動すると、前記アンテナアダプタが前回と逆方向に回転し、
その後前記昇降体が前記所定の高さの範囲内に戻るときは、前記アンテナアダプタは回転しない請求項6又は7に記載のアンテナポジショナ。 - 前記アンテナアダプタに配設された切替レバーと、
前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて前記第1の高さまで移動するとき、前記切替レバーに作用して前記アンテナアダプタを回転させる第1の切替カムと、を更に有する請求項6又は7に記載のアンテナポジショナ。 - 前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて前記第2の高さまで移動するとき、前記切替レバーに作用して前記アンテナアダプタを回転させる第2の切替カムを更に有する請求項8に記載のアンテナポジショナ。
- 前記昇降体を昇降させるモータと、
前記昇降体の所定の基準高さからの高さ変化を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記モータを駆動して、前記昇降体の昇降を制御するコントローラと、を更に有する請求項1乃至10に記載のアンテナポジショナ。 - 柱体と、
前記柱体に沿って昇降する昇降体と、
前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、
アンテナ取付部を含み、前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能に取付けられたアンテナアダプタと、を有し、
前記昇降体を昇降させるだけで、前記アンテナ取付部の高さと、前記アンテナ取付部の俯角と、前記アンテナ取付部の中心軸回りの回転角を変えられるアンテナポジショナ。 - 被測定機器を回転させるターンテーブルと、アンテナと、アンテナポジショナと、を含む不要輻射電磁波測定システムであって、
前記アンテナポジショナは、柱体と、前記柱体に沿って昇降する昇降体と、前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、前記アンテナ取付アームに配設されアンテナ取付部を含むアンテナアダプタと、を有し、
前記アンテナは前記アンテナポジショナの前記アンテナ取付部に取付けられ、
前記昇降体が所定の高さの範囲内にあるとき、前記昇降体が上昇すると、前記アンテナ取付アームが回動して前記アンテナの俯角が大きくなり、前記所定の高さの範囲内の決められた全ての測定高さにおいて、前記アンテナが前記被測定機器の方向に向く不要輻射電磁波測定システム。 - 前記決められた全ての測定高さのうち最下の測定高さを除く測定高さ近傍における前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナの俯角変化率が、前記所定の高さの範囲内の前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナの俯角変化率の平均値よりも大きく、
前記測定高さ近傍で前記昇降体を昇降させることにより、前記アンテナの基準点の高さを略一定のまま被測定機器へのアンテナの向きの調整を可能とした請求項13に記載の不要輻射電磁波測定システム。 - 前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナアダプタは前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能とされており、
前記昇降体が前記所定の高さの範囲内において前記アンテナの偏波角が所定の状態にあるとき、前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて第1の高さまで移動すると前記アンテナアダプタが回転して前記アンテナの偏波角が切替えられ、
その後前記昇降体が所定の高さの範囲内に戻るときは、前記アンテナアダプタは回転せず、前記アンテナの偏波角は切替えられた状態を維持する請求項13又は14に記載の不要輻射電磁波測定システム。 - 被測定機器を回転させるターンテーブルと、アンテナと、アンテナポジショナと、を含む不要輻射電磁波測定システムであって、
前記アンテナポジショナは、柱体と、前記柱体に沿って昇降する昇降体と、前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、アンテナ取付部を含み前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能に取付けられたアンテナアダプタと、を有し、
前記アンテナは前記アンテナポジショナの前記アンテナ取付部に取付けられ、
前記昇降体の昇降に応じて、前記アンテナ取付アームが回動するとともにアンテナアダプタが回転することを特徴とし、
前記昇降体を昇降させることにより、前記アンテナの高さと、前記アンテナの俯角と、前記アンテナの偏波角を変えられる不要輻射電磁波測定システム。 - 被測定機器を回転させるターンテーブルと、アンテナと、アンテナポジショナと、を用いた被測定機器からの不要輻射電磁波の測定方法であって、
前記アンテナポジショナは、柱体と、前記柱体に沿って昇降する昇降体と、前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、前記アンテナ取付アームに配設されアンテナ取付部を含むアンテナアダプタと、を有し、前記アンテナは前記アンテナポジショナの前記アンテナ取付部に取付けられ、前記昇降体が所定の高さの範囲内にあるとき、前記昇降体が上昇すると前記アンテナ取付アームが回動して前記アンテナの俯角が大きくなり、前記所定の高さの範囲内の決められた全ての測定高さにおいて、前記アンテナが前記被測定機器の方向に向くことを特徴とし、
前記昇降体を昇降させることにより、前記決められた全ての測定高さにおいて前記アンテナを前記被測定機器の方向に向けて測定する不要輻射電磁波の測定方法。 - 前記アンテナポジショナは、前記決められた全ての測定高さのうち最下の測定高さを除く測定高さ近傍における前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナの俯角変化率が、前記所定の高さの範囲内の前記昇降体の高さ変化に対する前記アンテナの俯角変化率の平均値よりも大きいことを特徴とし、
前記測定高さ近傍で前記昇降体を昇降させることにより、前記アンテナの基準点の高さを略一定のまま被測定機器へのアンテナの向きを調整して測定する請求項17に記載の不要輻射電磁波の測定方法。 - 前記アンテナポジショナは、前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナアダプタが前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能とされており、前記昇降体が前記所定の高さの範囲内において前記アンテナの偏波角が所定の状態にあるとき、前記昇降体が前記所定の高さの範囲を超えて第1の高さまで移動すると前記アンテナアダプタが回転して前記アンテナの偏波角が切替えられ、その後前記昇降体が所定の高さの範囲内に戻るときは、前記アンテナアダプタは回転せず、前記アンテナの偏波角は切替えられた状態を維持することを特徴し、
前記アンテナの偏波角が所定の状態にあるとき、前記昇降体を前記第1の高さまで移動させて前記アンテナの偏波角を切替え、偏波角の切替え前後に前記決められた全ての測定高さにおいて前記アンテナを前記被測定機器の方向に向けて測定する請求項17又は18に記載の不要輻射電磁波の測定方法。 - 被測定機器を回転させるターンテーブルと、アンテナと、アンテナポジショナと、を用いた被測定機器からの不要輻射電磁波の測定方法であって、
前記アンテナポジショナは、柱体と、前記柱体に沿って昇降する昇降体と、前記昇降体に対して水平軸回りに回動可能に取付けられたアンテナ取付アームと、アンテナ取付部を含み前記アンテナ取付アームに対して前記アンテナ取付部の中心軸回りに回転可能に取付けられたアンテナアダプタと、を有し、前記アンテナは前記アンテナポジショナの前記アンテナ取付部に取付けられ、前記昇降体の昇降に応じて、前記アンテナ取付アームが回動するとともにアンテナアダプタが回転することを特徴とし、
前記昇降体を昇降させることにより、前記アンテナの高さと、前記アンテナの俯角と、前記アンテナの偏波角を変えて測定する不要輻射電磁波の測定方法。
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