JP2019168359A - 電界プローブ及び電界測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】高分解能の電界分布を得ることの可能な電界プローブ及び電界測定システムを提供する。【解決手段】電界プローブ４において、第１導線１１及び第２導線２１は、互いに平行である。第１導体３１及び第２導体３２は、第１導線１１及び第２導線２１を含む平面上に設けられ、第１導線１１及び第２導線２１と平行であり、共に接地される。前記平面上において、第１導体３１及び第２導体３２の先端同士を結ぶ導体は存在しない。第１導体３１及び第２導体３２の先端同士を結ぶ長さｗの線分３５が、第１導線１１及び第２導線２１と垂直である。第１導体３１及び第２導体３２の先端から線分３５にそれぞれ引いた２つの垂線と線分３５との２つの交点３６,３７と、線分３５の中心３８と、の距離ｄが、互いに等しく、かつ０＜ｄ＜ｗ／２である。第１導線１１及び第２導線２１の先端から線分３５までの距離ｈは、０≦ｈ≦ｗ／２−ｄである。【選択図】図１４

Description

本発明は、例えばノイズ源の特定に利用可能な電界プローブ及び電界測定システムに関する。

近年における家電機器や工業機器、自動車等の電子・電気化に伴い、人体や機器への影響によるＥＭＣ対策（Electro-magnetic Compatibility）が重要とされつつある。このため、製品開発において、ノイズへの対応が不可欠となっている。製品開発において、妨害波を許容値以下に抑えることは非常に困難であり、その大きな理由は、妨害波の発生源を特定できないためである。

一般的に、規格値を超えるノイズを持つ製品への対策においては、当該製品の筐体からノイズの原因と思われる内部モジュールを取り出し、その内部モジュールの部品の極近接部分の電磁界強度分布の測定を行い、ノイズ発生源の特定及び対策を行う。現在の近傍電磁界評価は、単純構造の電界プローブで測定した磁界分布での評価が圧倒的に多い。しかし、ノイズ発生源を特定するためには、高解像度の電界分布の正確な取得も重要なカギとなる。

高分解能の電界分布を取得するには電界プローブを放射源に接近させる必要がある。図１７によってこれを説明する。図１７は、隣接する２つの電荷の一方が＋の電荷、他方が−の電荷に帯電している場合の電気力線を示す。図１７より、電荷に近いところほど電気力線の密度が高い。よって電界プローブを電荷に近づけるほど、電気力線の濃淡を詳細にとらえることができる、すなわち高解像度の電界分布を得ることが可能となる。

電界測定用には、対象となるモジュール基板に垂直な成分を取得する電界プローブ（図１８）が広く市販されている。この電界プローブは、同軸ケーブルの内部導体８１の先端を外部導体８２から突出させた構造である。しかし、測定対象となる基板上に発生する電界の電気力線は、基板に垂直な方向だけではなく、基板に平行な方向にも発生する。このため、ノイズ源特定には、ノイズ源から発せられる電界の基板に垂直な成分（以下「基板垂直成分」とも表記）の取得だけでなく、基板に平行な成分（以下「基板平行成分」とも表記）の取得も重要な要素となる。

特許第5772392号公報 特許第6063823号公報

特許文献１は、図１９に示すような、同軸ケーブルを切り離した単純構造の電界プローブを開示する。この構造では、内部導体８１は、外部導体８２から突出しない。図２０は、図１９に示す電界プローブによってマイクロストリップライン５０からの電界分布を取得しようとした場合の断面図である。図２０の受信構造は、基板垂直成分のみを受信する構造となり、基板平行成分の受信は不可能となっている。これを解決するために、図２０において電界プローブを基板と平行に設置することにより、基板平行成分を得ることも可能である。しかし、この構造を持つ電界プローブでは高分解能の電界分布を得るために近接距離で測定しようとすると、電界プローブと測定対象が接触し、測定自体が不可能となり、高解像度の電界分布が得られないという問題点がある。

特許文献２は、図２１に示すような、２本の同軸ケーブル８５,８６を並べた差動構造を特徴とする電界プローブを開示する。この電界プローブは、先端部が互いに反対方向に９０度屈曲した構造であり、当該先端部が基板と平行となるように設置することにより、基板平行成分を得ることが可能である。しかし、特許文献１の電界プローブと同様に、高分解能の電界分布を得るために近接距離で測定しようとすると、電界プローブと測定対象が接触し、高解像度の電界分布が得られないという問題点がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、高分解能の電界分布を得ることの可能な電界プローブ及び電界測定システムを提供することにある。

本発明のある態様は、電界プローブである。この電界プローブは、
互いに平行な２つの導線と、
前記２つの導線を含む平面上に設けられた、前記導線に平行な２つの導体と、を備え、
前記平面上において、
前記２つの導体の先端同士を結ぶ導体が存在せず、
前記２つの導体の先端同士を結ぶ長さｗの線分が前記２つの導線と垂直であり、
前記２つの導線の先端から前記線分にそれぞれ引いた２つの垂線と前記線分との２つの交点と、前記線分の中心と、の距離ｄが、互いに等しく、かつ０＜ｄ＜ｗ／２であり、
前記２つの導線はそれぞれ、自身の先端から前記線分までの距離ｈが０≦ｈ≦ｗ／２−ｄである、又は、前記線分と交わらず、
前記平面上以外の構造が、前記平面について対称である。

前記線分と、前記２つの導線の先端同士を結ぶ直線と、が平行であってもよい。

前記２つの導体が、前記２つの導線に接触せずに前記２つの導線を覆う導体の一部であってもよい。

前記２つの導体の一方は、前記２つの導線の一方を当該導線に接触せずに覆う導体の一部であり、
前記２つの導体の他方は、前記２つの導線の他方を当該導線に接触せずに覆う導体の一部であってもよい。

前記２つの導体が、互いに接触してもよい。

本発明のもう１つの態様は、電界測定システムである。この電界測定システムは、
前記電界プローブと、
前記電界プローブを空間の３軸方向のうちの少なくとも２軸方向に移動可能なプローブ走査機構と、
前記プローブ走査機構を制御する制御器と、
前記電界プローブを通じて所定位置の電界値を測定可能な計測器と、
前記計測器で測定した電界値を測定位置に対応させて出力する演算装置と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、高分解能の電界分布を得ることの可能な電界プローブ及び電界測定システムを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電界プローブ１の概略斜視図であって、第１同軸線１０の第１導線１１が高電位、第２同軸線２０の第２導線２１が低電位となっている場合における電気力線を併せて示した概略斜視図。 同場合における電気力線を併せて示した図１のｂ−ｂ´断面図。 同場合における相反しあう電界が打ち消しあって残る電気力線を併せて示した図１のｂ−ｂ´断面図。 比較例１に係る電界プローブの先端部の概略斜視図。 図５（Ａ）は、電界プローブ１を送信アンテナとした場合における電界プローブ１の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図。図５（Ｂ）は、比較例１に係る電界プローブを送信アンテナとした場合における、当該電界プローブの発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図。 比較例１に係る電界プローブの第１導体１２及び第２導体２２の先端から＋Ｙ方向に2mmずれた位置（Ｙ＝2mm）での電界強度分布（実線ａ）、並びに、電界プローブ１の第１導体１２及び第２導体２２の先端から＋Ｙ方向に2mmずれた位置（Ｙ＝2mm）での電界強度分布（破線ｓ）、3.8mmずれた位置（Ｙ＝3.8mm）での電界強度分布（破線ｔ）、5.6mmずれた位置（Ｙ＝5.6mm）での電界強度分布（破線ｕ）を示すグラフ。 第１導体１２及び第２導体２２の直径を3.6mmとした電界プローブ１、並びに第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした電界プローブ１の、Ｙ＝2.0＋ｘ mm〜7.0＋ｘ mmの範囲における電界強度分布と、第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした比較例１に係る電界プローブのＹ＝2.0mm〜7.0mmの範囲における電界強度分布と、の相関係数を数値解析により求め、オフセット量ｘに対する関係で示したグラフ。 電界プローブ１によりマイクロストリップライン５０上の電界分布を測定する様子を示す模式図。 電界プローブ１を用いた電界測定システムの概略ブロック図。 前記電界測定システムの概略外観図。 図８に示すマイクロストリップライン５０に信号発生器より100MHzの正弦波を入力し、図１０に示すような電界測定システムを用いて測定を実施した場合の測定結果（破線）と、計算によって得られた解析値（実線）と、を示すグラフ。 図１２（Ａ）は、本発明の実施の形態２に係る電界プローブ２の先端部の概略斜視図。図１２（Ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る電界プローブ３の先端部の概略斜視図。 図１３（Ａ）は、電界プローブ２を送信アンテナとした場合における電界プローブ２の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図。電界プローブ３を送信アンテナとした場合における電界プローブ３の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図。 本発明の実施の形態４に係る電界プローブ４の概略構成図。 図１５（Ａ）は、比較例２に係る電界プローブの概略構成図。図１５（Ｂ）は、本発明の実施の形態５に係る電界プローブ５の概略構成図。図１５（Ｃ）は、本発明の実施の形態６に係る電界プローブ６の概略構成図。図１５（Ｄ）は、本発明の実施の形態７に係る電界プローブ７の概略構成図。 図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は、図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）の各構成における電界プローブの発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の分布を２次元差分法により計算した結果を示す電界分布図。 隣接する２つの電荷の一方が＋の電荷、他方が−の電荷に帯電している場合の電気力線を示す図。 従来例１に係る電界プローブの概略斜視図。 図１９（Ａ）は、従来例２に係る電界プローブの概略斜視図。図１９（Ｂ）は、当該電界プローブを先端側から見た外観図。 従来例２に係る電界プローブによってマイクロストリップライン５０からの電界分布を取得しようとした場合の断面図。 従来例３に係る電界プローブの概略斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）
図１〜図１１を参照し、本発明の実施の形態１について説明する。図１〜図３に示すように、本実施の形態の電界プローブ１は、第１同軸線（第１同軸ケーブル）１０と、第２同軸線（第２同軸ケーブル）２０と、を備える。第１同軸線１０は、第１導線（第１内部導体）１１と、第１導体（第１外部導体）１２と、第１誘電体１３と、を有する。第２同軸線２０は、第２導線（第２内部導体）２１と、第２導体（第２外部導体）２２と、第２誘電体２３と、を有する。第１導線１１及び第２導線２１は、互いに平行であり、差動伝送の平行２線路を成す。第１導体１２及び第２導体２２は、互いに同径であり、共に接地され、外周面同士が接触する。第１誘電体１３は、第１導線１１と第１導体１２との間を満たす。第２誘電体２３は、第２導線２１と第２導体２２との間を満たす。第１誘電体１３及び第２誘電体２３は、空気であってもよい。電界プローブ１は、同軸線路を切り離して２つ平行かつ互いに接触させて配置することで得られる。

本実施の形態では、図１〜図３に示すように、直交３軸であるＸＹＺ軸を定義する。第１導線１１及び第２導線２１の延出方向がＹ方向、Ｙ方向と垂直で第１導線１１及び第２導線２１の存在する平面と平行な方向がＺ方向、前記平面と垂直な方向がＸ方向である。図１に示すように、第１導体１２及び第２導体２２の先端のＹ方向位置は互いに等しい。以下、第１導体１２及び第２導体２２の先端の存在平面を「プローブ面」とも表記する。第１導体１２及び第２導体２２の先端位置のＹ座標（プローブ面のＹ座標）をＹ＝０とする。第１導線１１及び第２導線２１の先端のＹ方向位置は、互いに等しく、かつ第１導体１２及び第２導体２２の先端のＹ方向位置と等しい。図２に示すように、第１導体１２及び第２導体２２の相互接触位置のＺ座標をＺ＝０とする。

図１及び図２では、第１導線１１が高電位、第２導線２１が低電位となっている場合における電気力線を併せて示している。図３では、同場合において相反しあう電界が打ち消しあって残る電気力線を併せて示している。図３に示す電気力線から、Ｚ方向と平行な電界強度を得られることが分かる。また、第１導線１１及び第２導線２１を含む平面について対称な構造であれば、Ｚ方向以外の成分はキャンセルされ、Ｚ方向と平行な電界強度を得ることができる。図１〜図３は、電界プローブ１から送信したときの電気力線を示すが、相反性により、電界プローブ１により、Ｚ方向と平行な電界を受信することができる。電界プローブ１は、第１導線１１及び第２導線２１で受信した信号の差動信号を出力する。

図４に示す比較例１の電界プローブは、本実施の形態の電界プローブ１と比較して、第１導線１１及び第２導線２１の先端が、第１導体１２及び第２導体２２の先端よりも＋Ｙ方向側に突出し、第１導線１１の先端が−Ｚ方向に屈曲し、第２導線２１の先端が＋Ｚ方向に屈曲している点で相違し、その他の点で一致する。比較例１の電界プローブは、第１導線１１及び第２導線２１の先端を屈曲させてダイポールエレメントとしたもの（以下「ダイポールプローブ」とも表記）である。

図５（Ａ）は、電界プローブ１を送信アンテナとした場合における電界プローブ１の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図である。図５（Ｂ）は、比較例１に係る電界プローブを送信アンテナとした場合における、当該電界プローブの発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図である。図５（Ａ）の電界強度分布は、第１導体１２及び第２導体２２の直径を3.6mmとした場合のものである。図５（Ｂ）の電界強度分布は、第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとし、第１導線１１及び第２導線２１を第１導体１２及び第２導体２２の先端（プローブ面）から＋Ｙ方向に0.6mm突出した位置（Ｙ＝0.6mm）で９０度屈曲させてエレメント径1.2mmのダイポールエレメントとした場合のものである。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の等高線図より、本実施の形態の電界プローブ１は、比較例１の電界プローブと比較して、第１導体１２及び第２導体２２の先端（プローブ面）のＹ方向位置は同じであるが、電界強度分布は＋Ｙ方向にずれていることが確認できる。このずれの詳細を図６により説明する。

図６は、比較例１に係る電界プローブの第１導体１２及び第２導体２２の先端から＋Ｙ方向に2mmずれた位置（Ｙ＝2mm）での電界強度分布（実線ａ）、並びに、電界プローブ１の第１導体１２及び第２導体２２の先端から＋Ｙ方向に2mmずれた位置（Ｙ＝2mm）での電界強度分布（破線ｓ）、3.8mmずれた位置（Ｙ＝3.8mm）での電界強度分布（破線ｔ）、5.6mmずれた位置（Ｙ＝5.6mm）での電界強度分布（破線ｕ）を示すグラフである。図６より、実線ａと破線ｔの傾向が近いことがわかる。

図７は、第１導体１２及び第２導体２２の直径を3.6mmとした電界プローブ１、並びに第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした電界プローブ１の、Ｙ＝2.0＋ｘ mm〜7.0＋ｘ mmの範囲における電界強度分布と、第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした比較例１に係る電界プローブのＹ＝2.0mm〜7.0mmの範囲における電界強度分布と、の相関係数を数値解析により求め、オフセット量ｘに対する関係で示したグラフである。図７において、実線は第１導体１２及び第２導体２２の直径を3.6mmとした電界プローブ１の結果を示し、破線は第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした電界プローブ１の結果を示す。図７より、第１導体１２及び第２導体２２の直径を3.6mmとした電界プローブ１では、オフセット量ｘが1.2mm前後の場合に相関係数が最大となる。第１導体１２及び第２導体２２の直径を1.2mmとした電界プローブ１では、オフセット量ｘが0.0mmの場合に相関係数が最大となる。比較例１に係る電界プローブではダイポールエレメントの位置の電界を測定することができること、及び相反性が成り立つことより、本実施の形態の電界プローブ１は、第１導体１２及び第２導体２２の先端（Ｙ＝０）からそれらの直径の半分の距離だけ＋Ｙ方向にずれた位置（直径3.6mmならＹ＝1.8mm、直径1.2mmならＹ＝0.6mm）の電界を、当該位置にダイポールエレメントがある場合と同様に測定できる。このことと、電界プローブ１が第１導体１２及び第２導体２２の＋Ｙ方向側に構造体を有さないことより、被測定物に接触しない範囲で電界プローブ１を被測定物に接近させることで、被測定物に接触せずに被測定物の直近の電界を測定することができ、より高分解能の電界測定が可能となる。すなわち、本実施の形態の電界プローブ１は、比較例１に係る電界プローブ（ダイポールプローブ）では測定できないような、被測定物に近い位置の電界を、好適に測定することができ、高解像度の電界分布を得ることができる。

図８は、電界プローブ１によりマイクロストリップライン５０上の電界分布を測定する様子を示す模式図である。マイクロストリップライン５０は、誘電体基板５１の表面に１本の信号線５２を有し、裏面にグランドパターン５３を有する。マイクロストリップライン５０は５０Ωで設計されており、終端は５０Ωで終端されている（終端抵抗５５は５０Ωである）。

図９は、電界プローブ１を用いた電界測定システムの概略ブロック図である。図１０は、前記電界測定システムの概略外観図である。この電界測定システムは、電界プローブ１をＸＹＺ方向に走査可能なプローブ走査装置（プローブ走査機構）６２と、電界プローブ１から測定信号を受信して差動信号を出力する差動信号出力回路６４と、差動信号出力回路６４からの信号により所定位置の電界を測定する計測器６３と、プローブ走査装置６２及び計測器６３を制御する制御機器６１と、を備える。差動信号出力回路６４は、ハイブリッドジャンクション等の差動信号を出力する回路であってもよいし、計測器６３等のソフトウェア演算処理としてもよい。制御機器６１は、計測器６３で測定した電界値を測定位置に対応させて出力する演算装置としても機能する。供試体７０は、例えばノイズの原因と思われる内部モジュール基板である。

図１１は、図８に示すマイクロストリップライン５０に信号発生器より100MHzの正弦波を入力し（図８に示す入力信号５７を100MHzの正弦波とし）、図１０に示すような電界測定システムを用いて測定を実施した場合の測定結果（破線）と、計算によって得られた解析値（実線）と、を示すグラフである。電界分布の測定及び解析高さはマイクロストリップライン５０の信号線５２上より1mmの高さとし、測定は、電界プローブ１のプローブ面を測定高さから第１導体１２及び第２導体２２の直径の1/2上方へオフセットしたＹ方向位置で実施した。図１１より、解析結果の電界強度分布と電界プローブ１で測定した電界強度分布がほぼ一致していることが確認できる。よって、電界プローブ１は、電界プローブ１の構造体から離れた位置の電界のＺ方向成分を測定することができる。すなわち、電界プローブ１は、電界測定位置をより測定対象物に近づけることができ、電界の基板平行成分の分布を高分解能に測定でき、高解像度の電界分布を得ることができる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 第１導線１１及び第２導線２１の外側に第１導体１２及び第２導体２２が設けられるため、第１導体１２及び第２導体２２の先端からそれらの直径の半分の距離だけ＋Ｙ方向にずれた位置の電界を、当該位置にダイポールエレメントがある場合と同様に測定できる。よって、被測定物に接触しない範囲で電界プローブ１を被測定物に接近させることで、被測定物に接触せずに被測定物の直近の電界を測定することができ、高分解能の電界分布が得られる。

(2) 第１導線１１及び第２導線２１のＹ方向位置が互いに等しく、第１導体１２及び第２導体２２のＹ方向位置が互いに等しいため、差動線路の平衡度が良くなり、正確な電界分布を得ることが可能となる。

(3) 第１導線１１を第１導体１２が覆い、第２導線２１を第２導体２２が覆うため、第１導体１２及び第２導体２２がシールドとなり、外来電界の影響を低減することができる。

(4) 第１導体１２及び第２導体２２が互いに接触するため、第１導体１２及び第２導体２２が互いに同電位となり、浮遊容量による非対称性を低減することができる。

(5) プローブ走査装置６２を制御機器６１によって制御することで電界プローブ１を２軸又は３軸方向に移動し、所定位置に制止させることができる。制御が完了すると、計測器６３により、電界プローブ１を通じて当該所定位置の電界値を測定する。計測器６３で測定された電界値が制御機器６１によって測定位置に対応づけられて出力される。これによって電界分布を得ることができる。

（実施の形態２、３）
図１２（Ａ）は、本発明の実施の形態２に係る電界プローブ２の先端部の概略斜視図である。図１２（Ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る電界プローブ３の先端部の概略斜視図である。実施の形態２の電界プローブ２は、実施の形態１の電界プローブ１と比較して、第１導線１１及び第２導線２１の先端が、第１導体１２及び第２導体２２の先端の存在平面（プローブ面）よりも＋Ｙ方向に突出している点で相違し、その他の点で一致する。実施の形態３の電界プローブは、実施の形態１の電界プローブ１と比較して、第１導線１１及び第２導線２１の先端が、第１導体１２及び第２導体２２の先端の存在平面（プローブ面）よりも−Ｙ方向に引っ込んでいる点で相違し、その他の点で一致する。

図１３（Ａ）は、電界プローブ２を送信アンテナとした場合における電界プローブ２の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図である。電界プローブ３を送信アンテナとした場合における電界プローブ３の発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の強度分布を数値解析により算出した電界強度分布図である。第１導線１１及び第２導線２１の先端のＹ方向位置が第１導体１２及び第２導体２２の先端のＹ方向位置と一致する電界プローブ１による電界強度分布（図５（Ａ））と比較して、電界プローブ２及び電界プローブ３による電界強度分布（図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ））も、同等の結果となった。この結果から、第１導線１１及び第２導線２１の先端が第１導体１２及び第２導体２２の先端の存在平面（プローブ面）よりも−Ｙ方向に引っ込んでいる、若しくは第１導線１１及び第２導線２１の先端が第１導体１２及び第２導体２２の先端の存在平面（プローブ面）よりも＋Ｙ方向に突出していても突出長が第１導体１２及び第２導体２２の直径の半分以内である場合、被測定物に接触せずに被測定物の直近の電界を測定することができ、より高分解能の電界を測定することができる。

（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係る電界プローブ４の概略構成図である。実施の形態１での説明より、プローブ構造が内導体同士（第１導線１１及び第２導線２１）を含む平面で対称な構造であれば、Ｚ方向成分以外の成分はキャンセルされるため、その平面上の構造によってプローブの特性が決定される。そのため、本実施の形態以降では、前記平面上の２次元構造として説明する。図１４により、直交３軸であるＸＹＺ軸を定義する。第１導線１１及び第２導線２１の延出方向がＹ方向、Ｙ方向と垂直で第１導線１１及び第２導線２１の存在する平面と平行な方向がＺ方向、前記平面と垂直な方向がＸ方向である。電界プローブ４は、第１導線１１と、第２導線２１と、第１導体３１と、第２導体３２と、を有する。

第１導線１１及び第２導線２１は、互いに平行である。第１導体３１及び第２導体３２は、第１導線１１及び第２導線２１を含む平面上に設けられ、第１導線１１及び第２導線２１と平行であり、共に接地される。第１導体３１は、第１導線１１の−Ｚ方向側に位置する。第２導体３２は、第２導線２１の＋Ｚ方向側に位置する。前記平面上において、第１導体３１及び第２導体３２の先端同士を結ぶ導体は存在しない。第１導体３１及び第２導体３２の先端同士を結ぶ長さｗの線分３５が、第１導線１１及び第２導線２１と垂直である。第１導線１１及び第２導線２１の先端同士を結ぶ直線３９は、線分３５と平行である。第１導体３１及び第２導体３２の先端から線分３５にそれぞれ引いた２つの垂線と線分３５との２つの交点３６,３７と、線分３５の中心３８と、の距離ｄが、互いに等しく、かつ０＜ｄ＜ｗ／２である。第１導線１１及び第２導線２１の先端から線分３５までの距離ｈは、０≦ｈ≦ｗ／２−ｄである。あるいは、第１導線１１及び第２導線２１の先端は、線分３５と交わらない（第１導体３１及び第２導体３２の先端よりも−Ｙ方向側に位置する）。

電界プローブ４は、第１導線１１及び第２導線２１を含む平面上以外に構造（導体や誘電体）がある場合、当該構造は、前記平面について対称である。第１導体３１及び第２導体３２は、第１導線１１及び第２導線２１に接触せずに第１導線１１及び第２導線２１を覆う共通の導体（例えば円筒状あるいは楕円筒状の導体）の一部であってもよい。第１導体３１は、第１導線１１に接触せずに第１導線１１を覆う導体の一部であってもよい。第２導体３２は、第２導線２１に接触せずに第２導線２１を覆う導体の一部であってもよい。本実施の形態の電界プローブ４によれば、第１導体３１及び第２導体３２があることにより、第１導体３１及び第２導体３２の先端からｗ／２−ｄだけ＋Ｙ方向側にずれた位置の電界を、当該位置にダイポールエレメントがある場合と同様に測定でき、実施の形態１と同様に、高解像度の電界分布を得ることができる。

（実施の形態５〜７）
図１５（Ａ）は、比較例２に係る電界プローブの概略構成図である。図１５（Ｂ）は、本発明の実施の形態５に係る電界プローブ５の概略構成図である。図１５（Ｃ）は、本発明の実施の形態６に係る電界プローブ６の概略構成図である。図１５（Ｄ）は、本発明の実施の形態７に係る電界プローブ７の概略構成図である。図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）に示す解析領域は、図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）における電界分布の解析領域を示す。比較例２に係る電界プローブは、実施の形態４に係る電界プローブ４から第１導体３１及び第２導体３２を無くしたものである。実施の形態５に係る電界プローブ５は、実施の形態４に係る電界プローブ４において、ｈ＝０としたものである。実施の形態６に係る電界プローブ６は、実施の形態５に係る電界プローブ５に接地された第３導体３３を追加したものである。第３導体３３は、第１導線１１及び第２導線２１の間の中心部に位置し、第１導体３１及び第２導体３２と平行である。実施の形態７に係る電界プローブ７は、実施の形態６に係る電界プローブ６の第１導線１１を図１４におけるｗ／２−ｄ以内の長さだけ＋Ｙ方向側に延長したものである。

図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は、図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）の各構成における電界プローブの発生する電界のＹ方向と垂直な方向の成分の分布を２次元差分法により計算した結果を示す電界分布図である。図１６（Ａ）と、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）を比較すると、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）のほうが、電界分布が＋Ｙ方向にずれていることが分かる。すなわち、この結果より、切り離した平行２線の差動線路である第１導線１１及び第２導線２１の外側に第１導体３１及び第２導体３２を付加することで、電界を＋Ｙ方向に押し出すことができる。また、図１６（Ｂ）と図１６（Ｄ）では、電界プローブから多少離れると電界分布に大きな差は見られず、第１導線１１及び第２導線２１の先端位置の差による影響は少ない。このように、各実施の形態の電界プローブは、第１導線１１及び第２導線２１の外側に第１導体３１及び第２導体３２を付加することで電界が＋Ｙ方向に押し出される原理を利用して、高分解能の電界分布を得ることができる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。

１〜７ 電界プローブ、
１０ 第１同軸線（第１同軸ケーブル）、１１ 第１導線（第１内部導体）、１２ 第１導体（第１外部導体）、１３ 第１誘電体、
２０ 第２同軸線（第２同軸ケーブル）、２１ 第２導線（第２内部導体）、２２ 第２導体（第２外部導体）、２３ 第２誘電体、
３１ 第１導体、３２ 第２導体、３３ 第３導体、３５ 線分、３６,３７ 交点、３８ 中心、３９ 直線、
５０ マイクロストリップライン、５１ 誘電体基板、５２ 信号線、５３ グランドパターン、５５ 終端抵抗、５７ 入力信号、
６１ 制御機器、６２ プローブ走査装置（プローブ走査機構）、６３ 計測器、６４ 差動信号出力回路、７０ 供試体、
８１ 内部導体、８２ 外部導体、８５,８６ 同軸ケーブル

Claims (6)

1. 互いに平行な２つの導線と、
   前記２つの導線を含む平面上に設けられた、前記導線に平行な２つの導体と、を備え、
   前記平面上において、
   前記２つの導体の先端同士を結ぶ導体が存在せず、
   前記２つの導体の先端同士を結ぶ長さｗの線分が前記２つの導線と垂直であり、
   前記２つの導線の先端から前記線分にそれぞれ引いた２つの垂線と前記線分との２つの交点と、前記線分の中心と、の距離ｄが、互いに等しく、かつ０＜ｄ＜ｗ／２であり、
   前記２つの導線はそれぞれ、自身の先端から前記線分までの距離ｈが０≦ｈ≦ｗ／２−ｄである、又は、前記線分と交わらず、
   前記平面上以外の構造が、前記平面について対称である、電界プローブ。
2. 前記線分と、前記２つの導線の先端同士を結ぶ直線と、が平行である、請求項１又は２に記載の電界プローブ。
3. 前記２つの導体が、前記２つの導線に接触せずに前記２つの導線を覆う導体の一部である、請求項１又は２に記載の電界プローブ。
4. 前記２つの導体の一方は、前記２つの導線の一方を当該導線に接触せずに覆う導体の一部であり、
   前記２つの導体の他方は、前記２つの導線の他方を当該導線に接触せずに覆う導体の一部である、請求項１又は２に記載の電界プローブ。
5. 前記２つの導体が、互いに接触する、請求項４に記載の電界プローブ。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電界プローブと、
   前記電界プローブを空間の３軸方向のうちの少なくとも２軸方向に移動可能なプローブ走査機構と、
   前記プローブ走査機構を制御する制御器と、
   前記電界プローブを通じて所定位置の電界値を測定可能な計測器と、
   前記計測器で測定した電界値を測定位置に対応させて出力する演算装置と、を備える、電界測定システム。