JP2019508712A - 電磁界測定システム - Google Patents

Abstract

電磁界測定システムにおいて、プローブ基板（７０１）と伝送線路基板（７０３）とがＴ字状構造を構成し、プローブ基板（７０１）はＴ字状構造のキャップ部を構成し、伝送線路基板（７０３）はＴ字状構造の軸部を構成する。プローブ基板（７０１）は、第１プローブ素子（７０９）と、第２プローブ素子（７１０）と、基準平面（７１１）とを有するプローブ（７００）を含む。第１プローブ素子（７０９）と第２プローブ素子（７１０）とは、これらのプローブ素子の間に対称軸（７１２）が存在するように配置されて、該対称軸（７１２）は伝送線路基板（７０３）に対して垂直である。伝送線路基板（７０３）は、プローブ（７００）と結合した伝送線路構造を含む。伝送線路構造は、第１プローブ信号と第２プローブ信号とを測定処理装置へと個別に導くものであり、該測定処理装置は第１プローブ信号と第２プローブ信号とに基づいて測定結果を提供可能である。【選択図】図７

Description

本発明の態様は電磁界測定システムに関する。該システムは、例として、比吸収率（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ、ＳＡＲ）を測定するために使用することができる。本発明の他の態様は、そうしたシステムに関する電磁界を測定する方法に関する。

特許文献１は電磁界を測定するためのシステムを記載している。システムは、平面に配置したアンテナ装置を含む。アンテナ装置は、電磁波の対の直交成分を表す対の信号を提供するように構成される。信号伝送用プリント回路は、アンテナ装置を配置した平面に対して直交して配置される。プリント回路は、アンテナ装置が提供する対の信号を測定モジュールに伝送するため、アンテナ装置と結合した伝送線路を含む。

国際公開２０１１／０８０３３２号

さらにより正確な電磁界の測定を実現する解決策が求められている。

この求めによりよく対処するために、以下の点が考慮される。国際公開第２０１１／０８０３３２号に公開されているものなどの電磁界を測定するシステムでは、電磁界の散乱が生じることがある。特に、信号伝送線路を含む基板はこうした散乱を引き起こすことがある。散乱電磁界は基板から放射され、基板に入ることさえある。散乱電磁界はシステム内に干渉信号を誘導し得る。

干渉信号は、特に信号伝送線路を含む基板に平行な電磁界成分を表す測定信号に影響を及ぼし得る。この基板の存在により、プローブは基板に垂直な成分よりもこの電磁界成分に対して感応しにくくなり得る。プローブは、この電磁界成分を表す信号成分を提供することができるが、その信号成分は比較的弱いものであり得る。したがって、この信号成分に重畳する干渉信号は、測定の精度に比較的大きな影響を及ぼすことがある。

本発明の態様において、明細書に添付の請求項1に記載の電磁界測定システムが提供される。本発明の別の態様は、請求項１５に記載の電磁界を測定する方法に関し、該方法は請求項1に記載のシステムに関わる。

本発明のシステムでは、２つのプローブ素子は、これらのプローブ素子の間に対称軸が存在するように配置され、該対称軸は伝送線路を含む基板に対して垂直である。一方のプローブ素子は、該基板に平行な電磁界成分を表す比較的弱い成分を含む信号を提供することができる。他方のプローブ素子は、同じ比較的弱い成分だが符号が反対であるものを含む信号を提供することができる。基板から放射される散乱電磁界によって誘導される干渉信号は、同じ符号を有する。この符号の関係により、信号伝送線路を含む基板に平行な電磁界成分に対して干渉除去効果がもたらされる。したがって、より正確な電磁界の測定を達成することができる。

本発明の実施形態は、明細書に添付の従属請求項に記載される1つ以上の追加の特徴を含み得る。

例示の目的で、本発明の一部の実施形態の詳細な説明が添付の図面に関して記載される。

図１は、電磁界測定システムのブロック図である。 図２は、電磁界測定システムにおけるプローブモジュールの概略側面図である。 図３は、プローブモジュールの概略上面図である。 図４は、プローブモジュールの概略正面図である。 図５は、プローブモジュールの概略背面図である。 図６は、図４および図５の線Ａ−Ａで示される平面に沿って切断したときの、プローブモジュールの上部分の概略断面図である。 図７は、プローブモジュールのプローブ基板上のプローブの概略上面図である。 図８は、プローブモジュールの伝送線路基板の伝送線路構造の半透明の概略上面図である。 図９は、図８の線Ｂ−Ｂで示される平面に沿って切断したときの、伝送線路構造のプローブ結合部の概略断面図である。 図１０は、図８の線Ｃ−Ｃで示される平面に沿って切断したときの、伝送線路構造のヘッド部の概略断面図である。 図１１は、図８の線Ｄ−Ｄで示される平面に沿って切断したときの、伝送線路構造の移行部の概略断面図である。 図１２は、図８の線Ｅ−Ｅで示される平面に沿って切断したときの、伝送線路構造のマイクロストリップ線路部の概略断面図である。

図１は、電磁界測定システム１００を概略的に示す。システム１００はブロック図で表される。電磁界測定システム１００は、例として、比吸収率（SAR）を測定するために使用することができる。電磁界測定システム１００は、電磁界プローブ装置１０１、測定処理装置１０２、およびコントローラ１０３を含む。電磁界プローブ装置１０１は複数のプローブモジュール１０４〜１１１を含む。

図２は、電磁界測定システム１００のプローブモジュール１０４〜１１１のいずれかに相当し得るプローブモジュール２００を概略的に示す。この図は、プローブモジュール２００の概略側面図を示す。プローブモジュール２００は、プローブ基板２０１と伝送線路基板２０２とを含む。プローブ基板２０１および伝送線路基板２０２は、例えば、市販の電気回路用プリント回路基板材料から構成されてもよい。

プローブ基板２０１と伝送線路基板２０２とはＴ字状構造を構成する。伝送線路基板２０２は、このＴ字状構造の軸部を構成する一方で、プローブ基板２０１はこのＴ字状構造のキャップ部を構成する。伝送線路基板２０２はプローブ基板２０１に直交して配置される。伝送線路基板２０２のプローブ結合部分２０３は、図２に示すように、プローブ基板２０１を通過し、プローブ基板２０１から延びることができる。

伝送線路基板２０２は、図２に示すようにカバー２０４を備えてもよい。カバー２０４は電磁シールド体をなすことができる。したがって、カバー２０４は、例えば導電性素子を含むことができる。伝送線路基板２０２は、カバー２０４の下に配置され得るフロントエンド回路２０５を含むことができる。伝送線路基板２０２は、さらにコネクタ部２０６を備えてもよい。コネクタ部２０６は、プローブモジュール２００を、図１に示す測定処理装置１０２およびコントローラ１０３に連結することができる。

図３は、さらにプローブモジュール２００を概略的に示す。この図はプローブモジュール２００の概略上面図を示す。プローブ基板２０１は、この例では８つのプローブである、プローブ３０１〜３０８のアレイを含む。さらに、プローブ基板２０１はスロット部３０９を含むことができ、該スロット部に沿ってプローブ３０１〜３０８が配置される。スロット部３０９はプローブ３０１〜３０８と交差する。図２に示す伝送線路基板２０２のプローブ結合部分２０３は、プローブ基板２０１のスロット部３０９を貫通する。

この例では、スロット部３０９は、左スロット３１０と右スロット３１１との２つのスロットを含む。４つのプローブ３０１〜３０４が左スロット３１０に沿って配置され、該左スロット３１０は４つのプローブ３０１〜３０４のそれぞれと交差する。他の４つのプローブ３０５〜３０８は右スロット３１１に沿って配置され、該右スロット３１１は４つのプローブ３０５〜３０８のそれぞれと交差する。伝送線路基板２０２のプローブ結合部分２０３は、左プローブ結合タブ３１２と右プローブ結合タブ３１３である２つのプローブ結合タブを含む。左プローブ結合タブ３１２は、プローブ基板２０１の左スロット３１０を貫通する。右プローブ結合タブ３１３は右スロット３１１を貫通する。

図２に示すフロンエンド回路２０５はスイッチ装置を含むことができ、該スイッチ装置は、プローブ３０１〜３０８のアレイにおいてプローブを選択して、選択されたプローブがコネクタ部２０６に電気的に接続できるようにする。コネクタ部２０６は、図１に示すコントローラ１０３から、プローブ選択制御信号、または他のいずれかの制御信号を受信することができる。

図４はさらに、プローブモジュール２００を概略的に示す。この図は、プローブモジュール２００の概略正面図を示す。この正面図において、伝送線路基板２０２の前面４０１が見てとれる。この前面４０１は導電材料のシールド平面４０２を含み、該シールド平面４０２を以下において前部シールド平面４０２という。前部シールド平面４０２は、「オウムのくちばし」と称され得る特定の形態を有する２つの部分を含み得る外形を有する。この特定の形態は電磁信号のチョーク部をなす。

図４では、左プローブ結合タブ３１２の主面４０３が見てとれる。この主面は、便宜上および図面上の理由から、以下において左タブ前面４０３という。同様に、右プローブ結合タブ３１３の主面４０４が見てとれ、これは以下において右タブ前面４０４という。図２に関して前述したコネクタ部２０６およびカバー２０４も図４に見受けられる。

左タブ前面４０３は複数の導電性舌部群４０５〜４０８を含む。同様に、右タブ前面４０４も複数の導電性舌部群４０９〜４１２を含む。図３に示す８つのプローブ３０１〜３０８のそれぞれに対して１つの導電性舌部群が存在する。導電性舌部群は、左導電性舌部、中間導電性舌部、および右導電性舌部である３つの導電性舌部を含む。図４では、これらの導電性舌部のそれぞれは、比較的小さい黒色の矩形領域として表される。

図５はさらに、プローブモジュール２００を概略的に示す。図５はプローブモジュール２００の背面図を示す。この背面図では、伝送線路基板２０２の背面５０１が見てとれる。この背面５０１もまた、導電材料のシールド平面５０２を含み、該シールド平面５０２を以下において後部シールド平面５０２という。後部シールド平面５０２は、図４に示す前部シールド平面４０２と少なくとも部分的に相補的である。後部シールド平面５０２は、これも「オウムのくちばし」の形態の２つの部分を含み得る外形を有する。これらの部分は、図４に示す前部シールド平面４０２に存在するものと比べて、類似しており対称である。

図５では、左プローブ結合タブ３１２の別の主面５０３が見てとれる。この別の主面は、便宜上および図面上の理由から、以下において左タブ背面５０３という。同様に、右プローブ結合タブ３１３の別の主面５０４が見てとれ、これは以下において右タブ背面５０４という。図２に関して前述したコネクタ部２０６も図５において見受けられる。

左タブ背面５０３は、複数の導電性舌部５０５〜５０８を含む。同様に、右タブ背面５０４も、複数の導電性舌部５０９〜５１２を含む。図３に示す８つのプローブ３０１〜３０８のそれぞれに対して１つの導電性舌部が存在する。

図６は、プローブモジュール２００の上部分を概略的に示す。この図は、図４および図５の線Ａ−Ａで示される平面に沿って切断したときの、プローブモジュール２００の上部分の概略断面図を示す。図６では、プローブ基板２０１の左スロット３１０と、この左スロット３１０を貫通する伝送線路基板２０２の左プローブ結合タブ３１２とが見てとれる。

図６では、伝送線路基板２０２が、この例では４つである、複数の導電層６０１〜６０４を含むことが示される。より具体的には、伝送線路基板２０２は、前面４０１に外側導電層６０１を含み、背面５０１に別の外側導電層６０２を含む。これらの外側導電層はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において前部外側導電層６０１および後部外側導電層６０２という。図４に示す前部シールド平面４０２は、前部外側導電層６０１に含まれる。図５に示す後部シールド平面５０２は、後部外側導電層６０２に含まれる。

伝送線路基板２０２は、伝送線路基板２０２の前面４０１に最も近接する内側導電層６０３と、背面５０１に最も近接する別の内側導電層６０４との２つの内側導電層をさらに含む。これらの内側導電層をそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において前部最近接内側導電層６０３および後部最近接内側導電層６０４という。図６はさらに、複数の貫通孔接続部６０５〜６１１が伝送線路基板２０２の４つの導電層６０１〜６０４の間に延びることを示す。これらについては以下に詳述する。

この図に関して図２に示し、図３〜６に関するプローブモジュール２００の前述の記載は、図１に示す電磁界測定システム１００のプローブモジュール１０４〜１１１のいずれにも適用され得る。

図７は、図２〜図６に関して前述したプローブモジュール２００のプローブ３０１〜３０８のいずれかに相当し得るプローブ７００を概略的に示す。図７は、プローブ７００が配置されているプローブ基板７０１の一部の概略上面図を示す。このように、このプローブ基板７０１は、図３に示すプローブ基板２０１に対応し得る。図７に示すプローブ７００は、図３に示す左スロット３１０および右スロット３１１に対応し得る、スロット７０２に沿って配置される。図７に示すように、伝送線路基板のプローブ結合タブ７０３は、スロット７０２を通って延びている。後述において、このプローブ結合タブ７０３は図２〜図６に関して前述した伝送線路基板２０２に属することが、図面上の理由から想定される。つまり、図７に示すプローブ結合タブ７０３は、図３に示す左プローブ結合タブ３１２、および右プローブ結合タブ３１３に対応し得る。

上述のように、プローブ結合タブ７０３は、プローブ７００のために、その前面に導電性舌部群７０４を含む。導電性舌部群７０４は、図７に示すように、左導電性舌部７０５と、中間導電性舌部７０６と、右導電性舌部７０７とを含む。プローブ結合タブ７０３は、図７に示すように、プローブ７００のために、その背面に導電性舌部７０８を含む。この導電性舌部は以下において後部導電性舌部７０８という。

プローブ７００は、ストリップの形態の２つの導電素子７０９、７１０を含む。これら２つの導電素子７０９、７１０はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において左プローブ素子７０９および右プローブ素子７１０という。プローブ７００は、導電材料の基準平面７１１をさらに含む。左プローブ素子７０９および右プローブ素子７１０は、スロット７０２の前側に配置される。基準平面７１１はスロット７０２の後側に配置される。

左プローブ素子７０９と右プローブ素子７１０との間には、対称軸７１２が存在する。この対称軸７１２は、伝送線路基板２０２に対して垂直であり得、より具体的には、その前面４０１およびその背面５０１に対して垂直であり得る。また、左プローブ素子７０９と右プローブ素子７１０とは、互いに直交して配置されていてもよい。これは、左プローブ素子７０９の長さ方向軸が伝送線路基板２０２に対して４５°の角度を有することを意味する。右プローブ素子７１０の長さ方向軸も伝送線路基板２０２に対して４５°の角度を有するが、符号が反対である。

左プローブ素子７０９は、プローブ結合タブ７０３の前面の左導電性舌部７０５と導電的に結合することができる。右プローブ素子７１０は、右導電性舌部７０７と導電的に結合することができる。基準平面７１１は後部導電性舌部７０８と導電的に結合することができる。

図７に示すプローブ７００は、電磁界の存在下で以下のように動作することができる。電磁界は、基準平面７１１に対して左プローブ素子７０９に信号を誘導する。この信号を以下において左プローブ信号という。電磁界は、基準平面７１１に対して右プローブ素子７１０に別の信号を誘導する。この信号を以下において右プローブ信号という。

より詳細には、電磁界は、互いに対して直交するとともに、プローブ基板７０１に一致する平面に存在する２つの成分を有し得る。一方の成分は、伝送線路基板２０２に平行に、より具体的にはその前面４０１およびその背面５０１に平行に配向され得る。この成分を以下において水平電磁界成分という。他方の成分は、伝送線路基板２０２に直交して配向され得る。この成分を以下において垂直電磁界成分という。

伝送線路基板２０２は、垂直電磁界成分よりも水平電磁界成分に大きな影響を及ぼし得る。これは、伝送線路基板２０２が比較的大きくかつ水平電磁界成分と平行な種々の導電平面を含むためである。これらの導電平面は、図４に示す前部シールド平面４０２、図５に示す後部シールド平面５０２、ならびに図２および図４に示すカバー２０４を含む。これらの導電平面は、プローブ７００を水平電磁界成分に対して比較的不感応にし得る。

さらに、伝送線路基板２０２は電磁界の散乱を起こし得る。この散乱は、伝送線路基板２０２から放射される散乱電磁界をもたらす。したがって、プローブ７００は、測定される電磁界に加えてこの散乱電磁界を受信することになり得る。さらに、散乱電磁界またはその少なくとも一部は伝送線路基板２０２に入ることさえある。

この条件では、左プローブ信号はいくつかの信号成分を含む。これらの信号成分は、測定される電磁界の水平電磁界成分によって誘導される信号成分と、垂直電磁界成分によって誘導される他の信号成分とを含む。一方および他方の信号成分はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において水平信号成分および垂直信号成分という。水平信号成分および垂直信号成分は、所望の信号成分である。これらに加えて、左プローブ信号は、伝送線路基板２０２内に、散乱電磁界によって誘導される寄生信号成分をさらに含む。

右プローブ信号もまた、上述のものと類似するいくつかの成分を含む。すなわち、これらの信号成分は、測定される電磁界の水平電磁界成分によって誘導される水平信号成分と、垂直電磁界成分によって誘導される垂直信号成分とを含む。これらの所望の信号成分に加えて、右プローブ信号もまた、伝送線路基板２０２内に、散乱電磁界によって誘導される寄生信号成分をさらに含む。この寄生信号成分は、通常、左プローブ信号の寄生信号成分に類似している。したがって、散乱電磁界によって誘導される一方および他方の寄生信号成分は、以下においてコモンモード干渉信号成分という。

左プローブ信号および右プローブ信号における前述の各水平信号成分は、通常比較的弱いものである。これは、前述のように伝送線路基板２０２の存在のため、プローブ７００が垂直電磁界成分よりも水平電磁界成分に感応しにくいことを理由とする。

プローブ７００では、図７に示すように、左プローブ信号の垂直信号成分が大きさおよび符号の両方について右プローブ信号の垂直信号成分に対応するように、左プローブ素子７０９と右プローブ素子７１０とが配置されている。また、左プローブ信号の水平信号成分は、大きさについて右プローブ信号の水平信号成分に対応することができる。しかしながら、これらの２つの前述の信号成分は反対の符号を有する。この例では、左プローブ信号の水平信号成分は正の符号を有する一方で、右プローブ信号の水平信号成分は負の符号を有すると想定される。左プローブ信号のコモンモード干渉信号成分は、右プローブ信号のコモンモード干渉信号成分に対応する。

左プローブ素子７０と右プローブ素子７１０との配置は、測定の精度を改善させるものである。例として、右プローブ信号から左プローブ信号を減算することで、またはその逆で、比較的高い精度で水平電磁界成分を表す測定信号を得ることができる。この減算は干渉除去効果をもたらす。左プローブ信号のコモンモード干渉信号成分と右プローブ信号のコモンモード干渉信号成分とは、少なくともある程度は相殺される。左プローブ信号および右プローブ信号のそれぞれの垂直信号成分も、減算の結果として相殺される。残っているのは、左プローブ信号および右プローブ信号のそれぞれの水平信号成分の合計である。この合計は、水平電磁界測定信号をなす。

したがって、左プローブ素子７０９と右プローブ素子７１０との配置により、これらのプローブ素子がもたらす各水平信号成分の干渉の低減が可能になる。この干渉の低減は、前述したようにこれらの水平信号成分が比較的弱いので、特に適している。これに対し、各垂直信号成分は比較的強いものである。つまり、これらは水平信号成分よりも高いレベルの干渉をある程度許容することができる。干渉除去効果はあまり必要ではない。左プローブ信号と右プローブ信号とを合計することで、十分な精度で垂直電磁界成分を表す測定信号を得ることができる。この合計は干渉除去効果をもたらさない。

図２に示すプローブモジュール２００のフロントエンド回路２０５は、伝送線路基板に平行な電磁界の水平成分を表す水平測定信号を得るために、左プローブ信号から右プローブ信号を減算することができる。さらに、フロントエンド回路２０５は、伝送線路基板２０２に垂直な電磁界の垂直成分を表す垂直測定信号を得るために、左プローブ信号と右プローブ信号とを加算することができる。別の実施形態では、減算および加算のこれらの演算は、図１に示す電磁界測定システム１００の測定処理装置１０２において実行されてもよい。

このように、図７のプローブ７００のこの図面に関する前述の記載は、図３に示すプローブモジュール２００のプローブ３０１〜３０８のいずれにも、ならびに、図１に示す電磁界測定システム１００のプローブモジュール１０４〜１１１のプローブのいずれにも適用することができる。

図８は、プローブモジュール２００の伝送線路基板２０２における伝送線路構造８００を概略的に示す。この図は、伝送線路構造８００の半透明の概略上面図を示し、図２および図４に示すカバー２０４は省略する。図８では、図６に示す伝送線路基板２０２の異なる導電層６０１〜６０４における特徴を表すために異なるタイプの線路が含まれる。実線は前部外側導電層６０１の特徴を表している。破線は前部最近接内側導電層６０３の特徴を表す。点線は、後部最近接内側導電層６０４の特徴を表す。実線の比較的小さな円は貫通孔接続部を表す。図８はさらにいくつかの１点鎖線を示す。１点鎖線は断面図を得るための切断がなされる平面を示す。

伝送線路構造８００は、プローブ結合部８０１、ヘッド部８０２、移行部８０３、およびマイクロストリップ線路部８０４である、いくつかの部分を有する。プローブ結合部８０１は、図３に示す伝送線路基板２０２のプローブ結合部分２０３に存在する。マイクロストリップ線路部８０４は、図２に示すフロントエンド回路２０５まで延びることができる。マイクロストリップ線路部８０４は、明瞭性の理由から図８では省略されているカバー２０４の下に少なくとも部分的に位置していてもよい。カバー２０４は、マイクロストリップ線路部８０４の電磁シールド体をなすことができる。

プローブ結合部８０１、ヘッド部８０２、および部分的に移行部８０３において、伝送線路構造８００は、前部最近接内側導電層６０３に３つの導電性ストリップ８０５、８０６、８０７を含む。便宜上および明確性のために、これらの３つの導電性ストリップの１つを、以下では左前部内側導電性ストリップ８０５とし、もう１つを中間前部内側導電性ストリップ８０６とし、さらにもう１つを右前部内側導電性ストリップ８０７という。前述のプローブ結合部８０１、ヘッド部８０２、および部分的に移行部８０３において、伝送線路構造８００は、後部最近接内側導電層６０４に導電性ストリップをさらに含む。この導電性ストリップは、便宜上および明瞭性の理由から、以下において後部内側導電性ストリップ８０８という。図８が示す正面図では、後部内側導電性ストリップ８０８は、中間前部内側導電性ストリップ８０６の下に位置する。

マイクロストリップ線路部８０４、および部分的に移行部８０３において、伝送線路構造８００は、前部外側導電層６０１に２つの導電性ストリップ８０９、８１０を含む。便宜上および明瞭性の理由から、これらの２つの導電性ストリップの１つを、左外側導電性ストリップ８０９とし、もう１つを右外側導電性ストリップ８１０という。左外側導電性ストリップ８０９は、これも伝送線路構造８００の前部外側導電層６０１に含まれる前部シールド平面４０２の指形状開口部８１１内に存在する。同様に、右外側導電性ストリップ８１０も、前部シールド平面４０２の指形状開口部８１２内に存在する。

マイクロストリップ線路部８０４、および部分的に移行部８０３において、伝送線路構造８００は、シグナルグランドと導電的に結合する２つの導電平面８１３、８１４をさらに含む。これらの一方である導電平面８１３は、伝送線路構造８００の前部最近接内側導電層６０３に含まれる。他方の導電平面８１４は、後部最近接内側導電層６０４に含まれる。一方および他方の導電平面はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において前部内側グランド平面８１３および後部内側グランド平面８１４という。

ヘッド部８０２に存在する中間前部内側導電性ストリップ８０６は、手から延びる指のように、マイクロストリップ線路部８０４に存在する前部内側グランド平面８１３から延びる。同様に、ヘッド部８０２に存在する後部内側導電性ストリップ８０８は、マイクロストリップ線路部８０４に存在する後部内側グランド平面８１４から延びる。

移行部８０３において、伝送線路構造８００は２つの貫通孔接続部８１５、８１６を含む。一方の貫通孔接続部８１５は、左前部内側導電性ストリップ８０５と左外側導電性ストリップ８０９とを互いに導電的に結合する。他方の貫通孔接続部８１６は、右前部内側導電性ストリップ８０７と右外側導電性ストリップ８１０とを互いに導電的に結合する。一方および他方の貫通孔接続部はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において左移行貫通孔接続部８１５および右移行貫通孔接続部８１６という。

移行部８０３において、前部内側グランド平面８１３は２つのＵ字状開口部８１７、８１８を有し、その一方が左移行貫通孔接続部８１５の周りに位置し、他方が右移行貫通孔接続部８１６の周りに位置する。一方および他方のＵ字状開口部はそれぞれ、便宜上および明瞭性の理由から、以下において左前部内側Ｕ字状開口部８１７および右前部内側Ｕ字状開口部８１８という。後部内側グランド平面８１４は、２つの同様のＵ字状開口部を有し、その一方が左移行貫通孔接続部８１５の周りに位置し、他方が右移行貫通孔接続部８１６の周りに位置する。一方および他方のＵ字状開口部は、以下において左後部内側Ｕ字状開口部８１９および右後部内側Ｕ字状開口部８２０という。

伝送線路構造８００は、図７に示すプローブ７００などのプローブから図２に示すフロントエンド回路への左プローブ信号の伝送を可能にする信号経路を提供する。この左信号経路は、左前部内側導電性ストリップ８０５と、左移行貫通孔接続部８１５と、左外側導電性ストリップ８０９とを含む。対称的に、伝送線路構造８００は、当該プローブ７００から図２に示すフロントエンド回路２０５への右プローブ信号の伝送を可能にする信号経路をさらに提供する。この右信号経路は、右前部内側導電性ストリップ８０７と、右移行貫通孔接続部８１６と、右外側導電性ストリップ８１０とを含む。

伝送線路構造８００は、前部シールド平面４０１と後部シールド平面５０１との間に延びる貫通孔接続部の様々なアレイ８２１、８２２、８２３をさらに含むことができる。これらのアレイは、貫通孔接続部の左アレイ８２１、貫通孔接続部の中間アレイ８２２、および貫通孔接続部の右アレイ８２３を含む。

貫通孔接続部の左アレイ８２１は、上述の２つの信号経路と、左側の隣接する伝送線路構造の信号経路または別の潜在的干渉源との間のシールドフェンスをなす。同様に、貫通孔接続部の右アレイ８２３は、２つの信号経路と、右側の隣接する伝送線路構造の信号経路または別の潜在的干渉源との間のシールドフェンスをなす。貫通孔接続部の中間アレイ８２２は、伝送線路構造８００自体の左信号経路と右信号経路との間のシールドフェンスをなす。これは、これらの信号経路間の相互干渉を無効にするものである。左プローブ信号と右プローブ信号とは適切に分離されている。

図９はさらに、伝送線路構造８００のプローブ結合部８０１を概略的に示す。この図は、図８の線Ｂ−Ｂで示される平面に沿って切断したときの、プローブ結合部８０１の断面図を示す。プローブ結合部８０１は、伝送線路基板２０２の薄肉突出部に含まれる。この薄肉突出部は、図３〜図５に示す左プローブ結合タブ３１２、右プローブ結合タブ３１３、または図７に示すプローブ結合タブ７０３などのプローブ結合タブを構成する。伝送線路基板２０２の薄肉突出部では、図９に示すように、前部最近接内側導電層６０３と後部最近接内側導電層６０４とが外層をなしている。

プローブ結合部８０１は、左前部内側導電性ストリップ８０５のヘッド部分を含む。このヘッド部分は、図７に示す左導電性舌部７０５などの左導電性舌部をなすことができる。プローブ結合部８０１は、右前部内側導電性ストリップ８０７のヘッド部分をさらに含む。このヘッド部分は、図７に示す右導電性舌部７０７などの右導電性舌部をなすことができる。プローブ結合部８０１は、中間前部内側導電性ストリップ８０６のヘッド部分をさらに含むことができる。このヘッド部分は、図７に示す中間導電性舌部７０６などの中間導電性舌部をなすことができる。プローブ結合部８０１は、後部内側導電性ストリップ８０８のヘッド部分をさらに含んでもよい。このヘッド部分は、図７に示す後部導電性舌部７０８などの後部導電性舌部をなすことができる。

図１０はさらに、伝送線路構造８００のヘッド部８０２を概略的に示す。この図は、図８の線Ｃ−Ｃで示される平面に沿って切断したときの、ヘッド部８０２の断面図を示す。この切断平面は、前部シールド平面４０２と、後部シールド平面５０２と、１つは貫通孔接続部の左アレイ８２１に属する貫通孔接続部８２４であり、もう１つは中間アレイ８２２に属する貫通孔接続部８２５であり、さらにもう１つは右アレイ８２３に属する貫通孔接続部８２６である３つの貫通孔接続部とを通過する。そのように、これらの素子は図１０に示され参照される。

ヘッド部８０２は、左前部内側導電性ストリップ８０５の主要部分と、中間前部内側導電性ストリップ８０６の主要部分と、右前部内側導電性ストリップ８０７の主要部分とを含む。ヘッド部８０２は、後部内側導電性ストリップ８０８の主要部分をさらに含む。そのように、これらの導電性ストリップは図１０に示され参照される。

ヘッド部８０２では、中間アレイ８２２の貫通孔接続部８２５は、前部シールド平面４０２、中間前部内側導電性ストリップ８０６、後部内側導電性ストリップ８０８、および後部シールド平面５０２である素子を互いに導電的に結合する。ヘッド部８０２に位置する中間アレイ８２２の他の貫通孔接続部についても同様であり得る。前述の素子はシグナルグランドと導電的に結合されている。左アレイ８２１および右アレイ８２３の貫通孔接続部は、前部シールド平面４０２と後部シールド平面５０２と互いにを導電的に結合する。これらのアレイ８２１、８２３の他の貫通孔接続部についても同様であり得る。

ヘッド部８０２では、前述の導電性ストリップ８０５〜８０８は、互いに対してかつ前部シールド平面４０２および後部シールド平面５０２に対して、特定の空間的関係を有することができる。この特定の空間的関係は、ヘッド部８０２において、左信号経路が所望の範囲にある特性インピーダンスを有するようになっている。右信号経路についても同様である。

図１１はさらに、伝送線路構造８００の移行部８０３を概略的に示す。この図は、図８の線Ｄ−Ｄで示される平面沿って切断したときの移行部８０３の断面図を示す。この切断面は、前部シールド平面４０２、後部シールド平面５０２、ならびに左アレイ８２１に属する貫通孔接続部８２７および右アレイ８２３に属する貫通孔接続部８２８を通過する。そのように、これらの素子は図１１に示され参照される。

移行部８０３は、左前部内側導電性ストリップ８０５のテール部分と、中間前部内側導電性ストリップ８０６のテール部分と、右前部内側導電性ストリップ８０７のテール部分とを含む。移行部８０３は後部内側導電性ストリップ８０８のベース部分をさらに含む。移行部８０３は、左外側導電性ストリップ８０９のヘッド部分と右外側導電性ストリップ８１０のヘッド部分とをさらに含み、これらはともにマイクロストリップ線路部８０４内に延びている。これらの導電性ストリップ８０３〜８１０は図１１に示され参照される。

図１１は、左移行貫通孔接続部８１５と、この貫通孔接続部８１５の周りに位置する左前部内側Ｕ字状開口部８１７および左後部内側Ｕ字状開口部８１９とをさらに示す。この図は、右移行貫通孔接続部８１６と、この貫通孔接続部８１６の周りに位置する右前部内側Ｕ字状開口部８１８および右後部内側Ｕ字状開口部８２０とをさらに示す。図１１は、左外側導電性ストリップ８０９が存在する前部シールド平面４０２の指形状開口部８１１と、右外側導電性ストリップ８１０が存在する指形状開口部８１２とをさらに示す。

図１２はさらに、伝送線路構造８００のマイクロストリップ線路部８０４を概略的に示す。この図は、図８の線Ｅ−Ｅで示される平面沿って切断したときの断面図を示す。この切断平面は、前部シールド平面４０２、前部内側グランド平面８１３、後部内側グランド平面８１４、および後部シールド平面５０２と、貫通孔接続部の左アレイ８２１に属する貫通孔接続部８２９、中間アレイに属するもう１つの貫通孔接続部８３０、および右アレイに属するさらにもう１つの貫通孔接続部８３１の３つの貫通孔接続部とを貫通する。そのように、これらの素子は図１２に示され参照される。

図１２は、左外側導電性ストリップ８０９と、左外側導電性ストリップ８０９が存在する前部シールド平面４０２の指形状開口部８１１とを示す。この図は、右外側導電性ストリップ８１０と、右外側導電性ストリップ８１０が存在する前部シールド平面４０２の指形状開口部８１２とをさらに示す。

マイクロストリップ線路部８０４では、前述の導電性ストリップ８０９、８１０は、前部内側グランド平面８１３に対して、また前部シールド平面４０２に対して特定の空間的関係を有することができる。この特定の空間的関係は、マイクロストリップ線路部８０４において、左信号経路が所望の範囲にある特性インピーダンスを有するようになっている。さらに、この特性インピーダンスは、ヘッド部８０２の特性インピーダンスと十分に一致することができる。同様のことがヘッド部８０２およびマイクロストリップ線路部８０４の右信号経路についても当てはまる。

図８に示し、この図および図９〜図１２に関して説明する伝送線路構造８００の前述の記載は、図２〜図６に示すプローブモジュール２００の伝送線路基板２０２における任意の伝送線路構造に適用することができる。この記載は、図１に示す電磁界測定システム１００のプローブモジュール１０４〜１１１のいずれかの伝送線路基板におけるいずれの伝送線路構造にも適用することができる。

図１に示す電磁界測定システム１００は、基本的に以下のように動作することができる。図面上の理由から、プローブモジュール１０４〜１１１は、図２〜図６に関して前述したプローブモジュール２００にそれぞれ類似していると想定する。プローブモジュール１０４〜１１１は、プローブモジュール１０４〜１１１のプローブ基板によって構成される測定面を画定することができる。さらに、プローブモジュール１０４〜１１１のプローブは、図７に関して前述したプローブ７００にそれぞれ類似していると想定する。各プローブは、測定面上で固有の位置を有することができる。プローブは、プローブが格子点をなす２次元格子として配置することができる。さらに、各プローブの各伝送線路構造は、図８〜１２に関して前述した伝送線路構造８００に類似していると想定する。

電磁界プローブ装置１０１は、例えば人の頭部など人体部位の物理モデルに配置することができる。物理モデルは、当該身体部位における生物学的組織のものと類似する誘電特性を有する物質を含むことができる。国際公開第２０１３／０７９６２１号はそのような物質を記載している。物理モデルの近くには、例えば携帯電話などの電磁界放射デバイスが配置される。この被試験デバイスは、物理モデルを貫通する電磁界を発生するようになっている。電磁界プローブ装置１０１のプローブは、貫通した電磁界を受信する。

前述の条件において、プローブは、図７に示すプローブ７００に関して前述した左プローブ信号および右プローブ信号を提供する。図２に関して、プローブを含むプローブモジュール２００のフロントエンド回路２０５は、左プローブ信号および右プローブ信号を処理して、プローブに関する対の測定信号を取得する。例として、フロントエンド回路２０５は、上述のように、左プローブ信号から右プローブ信号を減算する、またはその逆のことを行うことができ、さらに、これら２つの信号を加算することができる。他の例として、フロントエンド回路２０５は、左プローブ信号および右プローブ信号を単に増幅することができ、この場合、対の測定信号が左プローブ信号の増幅したものと右プローブ信号の増幅したものとを含む。

いずれの場合でも、対の測定信号は、プローブの位置における電磁界の２つの直交する成分を表す。これらの２つの直交する成分は、プローブを含むプローブ基板と一致する平面に存在する。この平面はまた、前述の測定面とも一致する。

測定処理装置１０２は、電磁界プローブ装置１０１が提供する各測定信号を処理する。また、測定処理装置１０２は、各測定信号が関連する各プローブの各位置における電磁界の一方の成分および他方の成分の振幅および位相を検出する。このように、測定処理装置１０２は、測定面上の電磁界の振幅および位相マップを得る。

電磁界の２次元振幅および位相マップが得られると、測定処理装置１０２は、このマップに基づいて測定面の周りの電磁界の３次元モデルを生成することができる。この３次元モデルにより、被試験デバイスに関する比吸収率を測定することが可能になる。測定処理装置１０２は、国際公開第２０１１／０８０３３２号および欧州特許出願公開第ＥＰ２６１０６２８号明細書に記載されている原理に従って動作することができる。

［備考］
図面に関して前述した詳細な説明は、特許請求の範囲にて規定される本発明および追加の特徴の単なる例示である。本発明は種々の方法で実施することができる。これを例示するためにいくつかの代替形を簡単に示す。

本発明は、電磁界の測定に関連する多数のタイプの製品または方法に適用することができる。例として、本発明は、原則として、電磁界の２次元測定を行うように、ならびに２次元測定に含まれる振幅および位相情報を使用してこの２次元測定に基づいてこの電磁界の３次元表示を構築するように適合された任意のタイプの製品に適用することができる。

本発明は種々の方法で実施することができる。プローブ素子は必ずしも互いに直交して配置される必要はない。例として、プローブ素子の間が６０°の角度であってもよい。電磁界の２つの直交する成分を表す２つの信号は、適切な重み係数を有する２つのプローブ信号の２つの線形結合を行うことによって得ることができる。さらに、プローブは、任意の適切な形状を有するプローブ素子を含むことができ、該プローブ素子は必ずしもストリップの形状を有する必要はない。同様のことが導電性基準平面にも当てはまり、該導電性基準平面は必ずしも矩形または正方形の形状を有する必要はない。例として、代替の実施形態では、導電性基準平面は、円形または楕円の形状を有することができる。

電磁界の２つの直交する成分を表す２つの信号を得るために、２つのプローブ信号の２つの線形結合を行う種々の方法が存在する。一組の２つの線形結合は、一般に、
として表され、Ｕ_ＡおよびＵ_Ｂは、電磁界の２つの直交する成分を表す対の信号を表し、Ｕ_Ｌは左プローブ信号を表し、Ｕ_Ｒは右プローブ信号を表し、α_１、β_１はそれぞれ、第１線形結合（１）における左プローブ信号および右プローブ信号の重み係数を表し、α_２、β_２はそれぞれ、第２線形結合（２）における左プローブ信号および右プローブ信号の重み係数を表す。このように、一組の２つの線形結合は、一対の信号が電磁界の２つの直交する成分を適切に表すように適切な値を有することができる一組の４つの重み係数α_１、β_１、α_２、β_２によって特徴付けられる。適切な値は、２つのプローブ素子が互いに対してどのように配置されるかに依存する。詳細な説明は、４つの重み係数がそれぞれ１であり、非重み付け減算および非重み付け加算に対応する例を提供する。この例では図７に示す２つのプローブ素子７０９、７１０が互いに直交して配置されるため、これらは適切な値である。この例でＵ_ＡおよびＵ_Ｂが電磁界の２つの直交する成分を表す対の信号を適切に表す重み係数値の他の組が多数存在する。例として、α_１＝１、β_１＝０、α_２＝０、β_２＝１は、Ｕ_ＡおよびＵ_Ｂが電磁界の２つの直交する成分を適切に表す別の組の重み係数値をなす。

プローブ基板を適用する種々の方法が存在する。例として、プローブ基板は、プローブの２次元アレイを含むことができる。このようなプローブ基板は、図３に示すプローブ基板２００などのプローブの１次元アレイをそれぞれ含む、図１に示す複数のプローブ基板１０４〜１１１の代わりに用いられてもよい。別の実施形態では、プローブ基板は、単一のプローブのみを含むことができる。

伝送線路基板を適用する種々の方法が存在する。例として、そのような基板は、３つの導電層のみ、または４つを超える導電層を含むことができる。例として、１つ以上の追加の導電層を、フロントエンド回路の適用を容易にするために設けることができる。

一般に、本発明を実施する種々の方法があり、異なる実施形態が異なるトポロジーを有し得る。任意の所与のトポロジーにおいて、構成要素がいくつかの機能を実行してもよく、またはいくつかの構成要素がともに単一の機能を実行してもよい。これに関して図面は非常に模式的である。ハードウェアまたはソフトウェア、またはその両方の組合せによって実装され得る多数の機能が存在する。ソフトウェアベースの実装についての記載はハードウェアベースの実装を排除するものではなく、逆もまた同様である。１つ以上の専用回路および１つ以上の適切にプログラムされたプロセッサを含むハイブリッド実装も可能である。例として、図面に関して上述した様々な機能は、特定の回路トポロジーが特定の機能を規定する１つ以上の専用回路によって実施されてもよい。

本発明に従って電磁界を測定可能にする一組の命令、すなわちソフトウェアを保存および割り当てる多数の方法が存在する。例として、ソフトウェアは、例えば、メモリ回路、磁気ディスク、または光ディスクなどの適切なデバイス読み取り可能媒体に保存されてもよい。ソフトウェアが保存されているデバイス読み取り可能媒体は、ソフトウェアを実行することができる個々の製品としてまたは別の製品とともに供給されてもよい。そのような媒体は、ソフトウェアを実行可能にする製品の一部であってもよい。ソフトウェアは、有線、無線、またはハイブリッドであり得る通信ネットワークを介して配布することもできる。例として、ソフトウェアはインターネットを介して配布することができる。ソフトウェアは、サーバーを使用してダウンロード可能にすることができる。ダウンロードは支払いの対象となり得る。

前述の備考において、図面に関する詳細な説明は本発明の限定ではなく例示であることが実証される。本発明は、添付の特許請求の範囲内にある多数の代替方法で実施することができる。特許請求の範囲の同等物の意味および範囲に該当するすべての変更は、その範囲内に包含される。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、特許請求の範囲に挙げられた要素またはステップ以外の他の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素またはステップに先行する単語「ａ」または「ａｎ」という用語は、複数のそのような要素またはステップの存在を排除するものではない。それぞれの従属請求項がそれぞれの追加の特徴を規定するという単なる事実は、特許請求の範囲に反映されているもの以外の追加の特徴の組合せを除外するものではない。

Claims (15)

1. 第１プローブ素子（７０９）、第２プローブ素子（７１０）および基準平面（７１１）を有するプローブ（７００）を含み、電磁界が、前記基準平面に対して、導電性の前記第１プローブ素子に第１プローブ信号を誘導するとともに、前記基準平面に対して、前記第２プローブ素子に第２プローブ信号を誘導する、プローブ基板（７０１）と、
   前記プローブと結合され、前記第１プローブ信号および前記第２プローブ信号に基づいて測定結果を提供するように構成された測定処理装置（１０２）へと前記第１プローブ信号および前記第２プローブ信号を個別に導くように構成された伝送線路構造（８００）を含む伝送線路基板（２０２）とを備え、
   前記プローブ基板と前記伝送線路基板とはＴ字状構造を構成し、前記プローブ基板は前記Ｔ字状構造のキャップ部を構成するとともに、前記伝送線路基板は前記Ｔ字状構造の軸部を構成し、
   前記第１プローブ素子と前記第２プローブ素子とは、これらのプローブ素子の間に対称軸（７１２）が存在するように配置され、前記対称軸は前記伝送線路基板に対して垂直である、電磁界測定システム（１００）。
2. 前記伝送線路構造（８００）は、
   前記第１プローブ素子（７０９）と導電的に結合した第１導電性ストリップ（８０５）と、
   前記第２プローブ素子（７１０）と導電的に結合した第２導電性ストリップ（８０７）と、
   前記第１導電性ストリップと前記第２導電性ストリップとの間に配置されるとともに、前記プローブ（７００）の前記基準平面（７１１）と導電的に結合した中間導電性ストリップ（８０６）とを有するヘッド部（８０２）を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記伝送線路構造（８００）の前記ヘッド部（８０２）における前記第１導電性ストリップ（８０５）と前記第２導電性ストリップ（８０７）とは、前記プローブ（７００）の導電性の前記基準平面（７１１）と導電的に結合した２つの導電性シールド平面（４０２、５０２）の間に挟まれている、請求項２に記載のシステム。
4. シールドフェンス（８２２）は、前記伝送線路構造（８００）の前記ヘッド部（８０２）における前記第１導電性ストリップ（８０５）と前記第２導電性ストリップ（８０７）との間に配置され、前記２つの導電性シールド平面（４０２、５０２）と前記ヘッド部の前記中央導電性ストリップ（８０６）とを互いに導電的に結合する貫通孔接続部のアレイによって構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記伝送線路構造（８００）の前記ヘッド部（８０２）における前記第１導電性ストリップ（８０５）と前記第２導電性ストリップ（８０７）とがその間に配置された２つのさらなるシールドフェンス（８２１、８２３）を含み、該シールドフェンスは、前記２つの導電性シールド平面（４０２、５０２）を互いに導電的に結合する貫通孔接続部のアレイによって構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 伝送線路構造（８００）はマイクロストリップ線路部（８０４）を含み、前記ヘッド部（８０２）は前記プローブ（７００）と前記マイクロストリップ線路部との間にあり、前記マイクロストリップ線路部は、
   前記ヘッド部の前記第１導電性ストリップ（８０５）と導電的に結合した第１導電性ストリップ（８０９）と、
   前記ヘッド部の前記第２導電性ストリップ（８０７）と導電的に結合した第２導電性ストリップ（８１０）と、
   前記マイクロストリップ線路部の前記第１導電性ストリップおよび前記第２導電性ストリップに平行に配置されるとともに、これらの導電性ストリップに対向し、前記ヘッド部の前記中間導電性ストリップ（８０６）と導電的に結合するグランド平面（８１３）とを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記伝送線路構造（８００）は、
   前記２つの導電性シールド平面の一方の導電性シールド平面（４０２）を含む第１導電層（６０１）と、
   前記ヘッド部（８０２）の前記第１導電性ストリップ（８０５）、前記第２導電性ストリップ（８０７）、および前記中間導電性ストリップ（８０６）を含む第２導電層（６０３）と、
   前記２つの導電性シールド平面の他方の導電性シールド平面（５０２）を含む第３導電層（６０２）とを備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記第１導電層（６０１）は、前記伝送線路構造（８００）の前記マイクロストリップ線路部（８０４）における前記第１導電性ストリップ（８０９）と前記第２導電性ストリップ（８１０）とを含み、
   前記第２導電層（６０３）は、前記マイクロストリップ線路部における前記グランド平面（８１３）を含み、
   前記伝送線路基板（２０２）は、前記マイクロストリップ線路部における前記第１導電性ストリップおよび前記第２導電性ストリップを、前記伝送線路構造の前記ヘッド部（８０２）における前記第１導電性ストリップ（８０５）および前記第２導電性ストリップ（８０７）にそれぞれ導電的に接続する第１貫通孔接続部(８１５)と第２貫通孔接続部(８１６)とを含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記プローブ基板（７０１）はスロット（７０２）を含み、
   前記伝送線路基板（２０２）は、前記プローブ基板の前記スロットを貫通するプローブ結合タブ（７０３）を含む、請求項１〜８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記第１プローブ素子（７０９）および前記第２プローブ素子（７１０）は前記スロット（７０２）の一方側に配置され、前記基準平面（７１１）は前記スロットの他方である反対側に配置される、請求項９に記載のシステム。
11. 前記第１プローブ素子（７０９）と前記第２プローブ素子（７１０）とは、互いに直交して配置される、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
12. 前記第１プローブ信号と前記第２プローブ信号とを加算するように構成され、前記第２プローブ信号から前記第１プローブ信号を減算するように構成された回路（２０５、１０２）を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。
13. 複数のプローブモジュール（１０４〜１１１）を含み、前記プローブ基板（７０１）と前記伝送線路基板（２０２）とがともにプローブモジュール（２００）を構成し、その他の前記プローブモジュールも同様である、請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
14. プローブのそれぞれは、前記プローブ（７００）が格子点をなす２次元格子として配置される、請求項１３に記載のシステム。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の電磁界測定システム（１００）に関する、電磁界を測定する方法。