JP2737661B2 - Ｓａｒ測定方法およびｓａｒ測定装置 - Google Patents

Ｓａｒ測定方法およびｓａｒ測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話機や無線機器
などの人体の近傍に置かれたアンテナによるＳＡＲ（比
吸収率）測定装置およびＳＡＲ測定方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】人体を電磁波から防護するための基礎指
針としてはＳＡＲ（比吸収率）がある。これは、人体が
電磁波に曝されたときの吸収電力を単位質量当たりの値
で表したもので、郵政省の電気通信技術審議会答申の
『電波利用における人体の防護指針』などでは許容値が
示されている。
【０００３】従来より、人体などの生体と誘電率および
透磁率がほぼ等価なファントム（疑似生体）を用いて、
ファントムの入射磁界よりＳＡＲを測定する方法がアイ
トリプルイー・トランザクション・オン・ビヒキュラー
・テクノロジーで提案されている（ＫＵＳＴＥＲ，ＢＵ
ＬＺＡＮＯ、ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ
ＶＥＨＩＣＵＬＡＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯ
Ｌ．４１，ＮＯ．１，１９９２，１７−２３頁に記
載）。
【０００４】図７にＳＡＲ測定系の斜視図（図７
（Ａ））および上面図（図７（Ｂ））を示す。半波長ダ
イポールアンテナから放射する電波はファントムに垂直
に入射する。アンテナ−ファントム間隔はｄである。フ
ァントムの誘電率の実部をε、導電率をσ、質量密度を
ρ、ファントム表面の入射磁界をＨｓとすると、ＳＡＲ
は次式となる。
【０００５】
【数１】
【０００６】入射磁界はアンテナ電流に比例するので、
ＳＡＲはアンテナ電流でも表すことができる。半波長ダ
イポールアンテナでは、ファントムのＳＡＲ最大値は駆
動点位置に対応した部分となり、駆動点のアンテナ電流
をＩとすると、次式となる。
【０００７】Ｈｓ＝Ｉ／（２πｄ） （２） Ｉは、磁界受信用ループプローブを用いてアンテナから
放射する磁界より算出する。プローブは駆動点よりｔ離
れた位置で、ループ面がＸ軸と垂直になるようにおく。
この位置では放射磁界はＸ方向成分のみとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】人体の特性インピーダ
ンスは、通常、空気中の特性インピーダンス１２０πと
比較すると低インピーダンスとなる。このため、アンテ
ナから放射した電波はファントム表面で反射する。電波
が入射角θで入射するときの入射波、反射波およびアン
テナから放射する磁界を図２に示す。入射波の磁界、電
界をそれぞれＨｉｎ、Ｅｉｎ、反射波はＨｒ、Ｅｒ、ア
ンテナからの放射磁界をＨｉとした。プローブ設置位置
における反射磁界のＸ軸方向成分Ｈｒ（Ｘ）、Ｙ方向成
分Ｈｒ（Ｙ）は次式である。
【０００９】 Ｈｒ（Ｘ）＝Ｈｒ・ｓｉｎθ （３） Ｈｒ（Ｙ）＝Ｈｒ・ｃｏｓθ （４） したがって、プローブが受信するＸ軸方向の磁界Ｈｐは
次式で表される。
【００１０】 Ｈｐ＝ Ｈｉ−Ｈｒ（Ｘ） （５） ファントムがアンテナの遠方にある場合、反射磁界は距
離とともに減衰するので影響は小さい。しかしながら、
アンテナの近傍にある場合は反射波の影響が無視できな
くなる。
【００１１】図３は、アンテナ−ファントム間隔ｄを変
えたときの、Ｘ方向における反射磁界Ｈｒ（Ｘ）と放射
磁界Ｈｉの比を示したものである。ｄが３cm以下になる
と、反射磁界は２５％以上となる。したがって、上記の
プローブ構成では、アンテナ電流を算出するためのプロ
ーブ受信磁界は、見かけ上、小さく測定され、ＳＡＲは
大きな誤差を伴うという問題がある。
【００１２】本発明は、反射磁界を補正し、ＳＡＲを精
度良く測定するためのものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、アンテナから放射される電磁波による人体のＳＡＲ
を測定するための装置であって、人体と誘電率や透磁率
などの電気定数が等しい疑似生体と、互いに直交した二
つのループアンテナを組み合わせた磁界プローブで構成
され、該プローブは前記ループアンテナの一つが疑似生
体表面において反射された磁界のみを受信可能とするよ
うに配置した構造を特徴とするＳＡＲ測定装置を構成す
る。
【００１４】さらに、互いに直交した２つのループアン
テナで構成した磁界プローブを用いてアンテナからの放
射磁界と疑似生体表面で反射された反射磁界とを区別す
ることにより前記反射磁界を補正する。
【００１５】
【作用】反射磁界は以下のように補正することができ
る。
【００１６】図２において、反射磁界Ｈｒ（Ｘ）は入射
角θ、Ｙ方向成分Ｈｒ（Ｙ）を用いると（３）、（４）
式より次のように表すことができる。
【００１７】Ｈｒ（Ｘ）＝Ｈｒ・ｓｉｎθ＝Ｈｒ（Ｙ）
・ｔａｎθ＝Ｈｒ（Ｙ）・ｔ／２ｄ （６） したがって、アンテナからの放射磁界Ｈｉは（５）式よ
り次式となる。
【００１８】 Ｈｉ＝Ｈｐ＋Ｈｒ（Ｘ）＝Ｈｐ＋Ｈｒ（Ｙ）・ｔ／２ｄ （７） プローブ設置位置において、Ｙ方向の反射磁界成分を測
定すれば反射磁界の影響を補正することができる。
【００１９】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例であるＳＡＲ測定
装置の構成である。
【００２１】アンテナからファントムに９００ＭＨｚの
電波を照射する。アンテナの出力電力は１［ｗ］程度で
ある。ファントムは比誘電率の実部４１．１、導電率
０．８８［Ｓ／ｍ］、質量密度２．４［ｇ／ｃｍ3 ］で
ある。直交プローブは、プローブの中心が共通でループ
面が互いに垂直である二つのループプローブで構成す
る。プローブはアンテナよりｔ離れたところに設置す
る。設置位置において、プローブＡはＸ軸に垂直に置く
ことによって放射磁界のみを、プローブＢはＹ軸に垂直
に置くことによって反射磁界のＹ方向成分のみを測定
し、反射磁界を補正した後、アンテナ電流を算出する。
【００２２】図４は間隔ｄを変えたときのアンテナの駆
動点インピーダンスの実部Ｒ（Ω）である。ファントム
が接近するにつれてＲは変化し、ｄ＝２cmで極小、約１
／４離れたｄ＝１０cmで極大、さらに振動を繰り返す傾
向にありｄ＝２０cmでは極小となる。
【００２３】図５は直径１０mmのプローブを用いたとき
の駆動点のアンテナ電流Ｉと間隔ｄの関係を示す図であ
る。△印は測定値、実線は駆動点インピーダンスから求
めた計算値である。プローブは駆動点より３５mm離し
た。アンテナ電流はｄ＝１０cmで極小、ｄ＝２０cmで極
大となり、Ｒとは増減が定性的に逆の傾向となる。測定
値は計算値とほぼ一致していることから反射磁界は補正
されアンテナ電流が算出されていることがわかる。
【００２４】図６はファントムのＳＡＲ（Ｗ／ｋｇ）と
間隔ｄの関係を示す図である。反射波を補正したものを
△、補正なしを○、さらにアンテナ電流の計算値による
値は実線で示した。測定値（△印と○印）は、ｄが離れ
ると両者は一致するのに対し、ｄが３cm以下になると、
補正なしの値は低下し異なった特性となる。反射波を補
正したときの実測値は計算値とよく一致する。この結
果、反射波を補正する方法の有効性がわかる。
【００２５】本発明ではファントムを用いて評価を行っ
ているが、ファントムの代わりに人体や動物などの生体
の評価も可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明によるＳＡＲ測定値は、二つの直
交したループプローブを構成することによりファントム
からの反射磁界を補正し、ＳＡＲを精度よく測定するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＳＡＲ測定装置の構成を示す斜
視図および上面図である。
【図２】電波が入射角θでファントムに入射するときの
入射波、反射波およびアンテナから放射する磁界を説明
するための図である。
【図３】アンテナ−ファントム間隔ｄを変えたときのＸ
方向の反射磁界とアンテナからの放射磁界の比を示す
図。
【図４】アンテナ−ファントム間隔ｄを変えたときの駆
動点におけるインピーダンスの実部を示す図。
【図５】アンテナ−ファントム間隔ｄを変えたときの駆
動点におけるアンテナ電流を示す図。
【図６】アンテナ−ファントム間隔ｄを変えたときのＳ
ＡＲを示す図。
【図７】従来のＳＡＲ測定装置の構成を示す斜視図およ
び上面図である。
【符号の説明】
１ 直交ループアンテナプローブ ２ プローブＡ ３ プローブＢ ４ ダイポールアンテナ ５ ファントム ６ 電波 ７ ループプローブ ８ 放射磁界
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−170679（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−23319（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95931（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−281685（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−104806（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−13867（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナから放射される電磁波による人
    体のＳＡＲ（比吸収率）を測定するための装置であっ
    て、 人体と誘電率や透磁率などの電気定数が等しい疑似生体
    と、互いに直交した二つのループアンテナを組み合わせ
    た磁界プローブとで構成され、 該磁界プローブは前記ループアンテナの一つが疑似生体
    表面において反射された磁界のみを受信可能とするよう
    に配置した構造を特徴とするＳＡＲ測定装置。
  2. 【請求項２】 アンテナ−疑似生体間隔と等しい距離だ
    け前記疑似生体から離して配置し、かつ前記アンテナの
    駆動点の近傍に予め定めた距離だけ離して配置した互い
    に直交した２つのループアンテナで構成した磁界プロー
    ブを用いてアンテナからの放射磁界と疑似生体表面で反
    射された反射磁界とを区別することにより前記反射磁界
    を補正することを特徴とするＳＡＲ測定方法。
  3. 【請求項３】 アンテナから放射される電磁波による人
    体のＳＡＲ（比吸収率）を測定するための装置であっ
    て、 人体と誘電率や透磁率などの電気定数が等しい疑似生体
    と、アンテナ−疑似生体間隔と等しい距離だけ前記疑似
    生体から離して配置し、かつ前記アンテナの駆動点の近
    傍の予め定めた距離だけ離して配置した互いに直交した
    二つのループアンテナを組み合わせた磁界プローブとで
    構成され、 該磁界プローブは、ループ面が前記疑似生体面に対して
    平行となるように配置された第１のループアンテナと、
    ループ面が前記疑似生体面に対して垂直となるように配
    置された第２のループアンテナとで構成されることを特
    徴とするＳＡＲ測定装置。
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