JP3006383B2 - 電波耐性試験装置および電波耐性評価方法および電波照射部 - Google Patents

電波耐性試験装置および電波耐性評価方法および電波照射部

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JP3006383B2 JP5330276A JP33027693A JP3006383B2 JP 3006383 B2 JP3006383 B2 JP 3006383B2 JP 5330276 A JP5330276 A JP 5330276A JP 33027693 A JP33027693 A JP 33027693A JP 3006383 B2 JP3006383 B2 JP 3006383B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/001Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電波耐性試験装置および
電波耐性評価方法に関し、特にプリント回路基板や回路
部品および電子・電気機器等の電波雑音に対する対妨害
波特性すなわちイミュニティを測定し評価する電波耐性
試験装置、電波耐性評価方法および電波照射部に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近時、電気的エネルギー利用の増大に伴
ない、電波雑音を代表とする不用電磁エネルギーの放射
が増大し、これを環境としてとらえた電磁環境およびそ
れを工学的な研究対象とする電磁環境問題あるいは電磁
的両立性(EMC)という概念が生まれた。上記電磁環
境は広い概念であり、その一つに電波干渉がある。電子
機器や電気機器に外部から電波雑音が混入すると、発振
や誤動作等本来の機能対応の動作と全く異なる動作を生
ずる異常動作状態となることがある。これは、上記機器
内に組込まれたプリント回路基板やケーブル等の信号経
路に上記電波雑音の干渉に起因する雑音が侵入し、これ
がノイズ源となって誤動作等を引起こすためである。こ
こで、電波雑音とは、目的とする信号に重畳あるいは結
合しその信号が有する情報の伝達を妨害する電磁波のこ
とを言う。
【0003】図7は、従来の上記電波雑音に対する対妨
害波特性すなわちイミュニティ(immunity;免
疫性)の試験方法の一例を示す図であり、社団法人日本
電子工業振興会が発行した「情報処理装置およびシステ
ムのイミュニティ試験ガイドライン」(平成4年9月)
(文献1)第3章、第4〜第5頁に記載されている。図
を参照すると、この図に示す従来の電波耐性試験装置
は、試験用の電波の周波数の信号Sを発生する発振器5
と、信号Sを所定の電力レベルに増幅し電波信号Pを供
給する増幅器7と、電波信号Pの供給に応答し試験電波
Rを数m離れた被測定機器6に照射するアンテナ8とを
備える。
【0004】アンテナ8は発振器5の出力調整による信
号Sのレベルや増幅器7の利得調整による電力信号Pの
レベルおよびアンテナ8自身の高さなどの調整により、
垂直偏波および水平偏波の規定された電界強度の試験電
波Rを被測定機器6に印加する。
【0005】このとき印加する電界強度は、機器の使用
環境によって3つのレベルに設定されており、(文献
1)の第3章、1頁に記載されている。表1に各レベル
に応じた電界強度と、電波インピーダンス377[Ω]
から換算した磁界強度を示す。
【0006】
【表1】
【0007】上記試験は外来の電磁エネルギーを遮断し
た電波暗室等の電磁環境施設において実施される。ま
た、アンテナ8は被測定機器6を効率的に照射するた
め、大型の高利得のバイコニカルアンテナやログペリオ
ヂックアンテナが用いられる。
【0008】また、比較的小型の装置に適用される従来
の第2の試験法として、(文献1)の第3章、第8〜第
9頁に記載されたTEMセルを用いる方法がある。図8
に示すこの従来の第2の試験装置は、上述の第1の試験
装置におけるアンテナ8の代りに、中心導体91と外部
導体92と終端93とから成る基本的には同軸線路であ
るTEMセル9を用い、被測定装置6を中心導体91と
外部導体92との間に設置し規定の電界強度の電界
印加するものである。
【0009】これらの試験においては、被測定機器6は
試験電波Rによる干渉により信号経路が妨害される。こ
の状態における上記信号経路の出力結果の正当性や被測
定機器6の全般的な動作の変動度合を点検することによ
りイミュニティを評価する。例えば、被測定機器6をパ
ーソナルコンピュータの本体とすると、試験電波Rの印
加状態でこのパーソナルコンピュータの予め設定したテ
ストプログラムを実行させ、処理結果の正誤や動作の中
断の有無等によりイミュニティを評価する。また、ディ
スプレイ装置等の情報が視覚化できる機器では表示画面
の揺れや乱れ等の変動度合で判断する。
【0010】このように、従来の電波耐性試験装置によ
り従来の電波耐性評価方法は、被測定機器6の全体に試
験電波Rの電界を印加しているので、試験電波Rの干渉
による誤動作や異常動作が発生しても、その誤動作ある
いは異常動作の発生箇所を特定することは極めて困難で
ある。例えば、上述のパーソナルコンピュータの本体を
被測定機器6とする試験の場合では、入出力端子か内部
のいずれかのプリント回路基板であるかの特定は不可能
である。また、機器内のプリント回路基板単体を被測定
機器6として試験する場合でも、このプリント回路基板
の特定領域のみに上記電界を照射することができないの
で、上記誤動作あるいは異常動作の発生箇所の特定が不
可能である。
【0011】さらに、上述のディスプレイ装置等の視覚
化機器では表示画面の揺れや乱れ等の変動度合で判断す
るが、これらの判断は一般に測定者の主観に委ねられ
る。
【0012】一方、アンテナに関する従来の技術として
は、大型の放射アンテナの代わりに微小ループアンテナ
で被測定機器に局所的な磁界を印加して特定領域の電波
耐性を評価する方法がある。図17は従来の上記ループ
アンテナで電波耐性を評価する一試験法を示したもので
ある(例えば、S.G.ZAKYら、Suscepti
bility Mapping、1992 アイトリプ
ルイー・インターナショナル・シンポジウム・オン・エ
レクトロマグネティブコンパチビリティ、IEEE I
NTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
ELECTROMAGNETIC COMNPATI
BILITY.439−442頁に記載)。図17に示
す従来の試験法では、微小ループアンテナ単体を被測定
機器の一主面とループ面が平行となるように配置して数
cm程度離れた近傍より磁界を印加する。ループ直径は
数cm程度と小型のものを使用するので磁界の印加領域
も小さくなる。
【0013】図18は磁界測定用ループプローブをルー
プアンテナ(直径16mm)の中心より高さ10mmの
ところに設置し、軸方向に掃引したときの垂直方向
方向)および水平方向(方向)の磁界をプローブ
の受信電圧で示したものである。このとき、垂直方向磁
界はループ中心で、水平方向磁界はループのエッジ付近
で最大値を示し、その差は6dB程度である。
【0014】図17のループ配置で磁界を印加する場
合、被測定機器に垂直方向の磁界のみを印加しているつ
もりでも、実際にはループのエッジ付近で無視できない
大きさの水平方向の磁界が印加されてしまうことにな
る。このことは、(文献1)の第3章、4頁で示された
垂直および水平偏波の一方向成分の電波を印加するとい
う規定を満たさないこととなる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電波耐
性試験装置および電波耐性評価方法は、被測定機器の全
体に試験電波の電界を印加しているので、上記試験電波
の干渉による誤動作や異常動作が発生しても、その誤動
作あるいは異常動作の発生箇所を特定することは極めて
困難であるという欠点があった。また、デイスプレイ装
置等における表示画面の揺れや乱れ等の変動度合による
判断は判断基準に個人差がある測定者の主観に委ねられ
客観性に欠けるという欠点があった。さらに、電波暗室
等の特別な環境下で大型のアンテナを用いて上記被測定
機器に対し数mの距離を保持して試験を実施するため、
この距離対応の広さの電波暗室を施設として必要とし簡
便さに欠け費用がかかるという欠点があった。
【0016】一方、上記従来の電波照射部では、垂直方
向の磁界に対してループのエッジ付近で無視できない大
きさの水平方向の磁界が存在しているので、(文献1)
で規定されている一方向成分のみの磁界印加ができない
といった欠点があった。
【0017】本発明の目的は、上記欠点を解決し、電波
雑音の干渉による不具合発生領域を容易に特定できると
ともに、客観的評価を可能とし、コンパクトでかつ電波
暗室等の特別の電磁環境施設を不要とする電波耐性試験
装置、電波耐性評価方法および電波照射部を提供するこ
とにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の電波耐性試験装
置は、被測定機器の一主面に対し予め定めた間隔を保持
するよう近接して配置されこの一主面の予め定めた領域
に集中して試験用電波を照射する放射プロープを含む電
波照射部と、前記電波照射部に前記試験用電波対応の高
周波電力を供給する送信装置と、前記被測定機器の出力
信号を演算処理して前記試験用電波の照射により前記出
力信号が被る影響の度合である電波耐性を算出する判定
装置と、算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示
装置とを備えて構成されている。
【0019】本発明の電波耐性評価方法は、プリント回
路基板や回路部品および電子・電気機器である被測定機
器に対し電波雑音を疑似する試験用電波を照射しこの電
波雑音に対する耐妨害波特性である電波耐性を測定し評
価する電波耐性評価方法において、前記被測定機器に対
し前記試験用電波を照射しないときの前記被測定機器の
出力信号波形である第1の波形と前記試験用電波を照射
した場合の前記出力信号波形である第2の波形との差と
から前記電波耐性を算出することを特徴とするものであ
る。
【0020】本発明の電波照射部は、被測定機器の一主
面を挟み込むように配置されこの一主面の予め定めた領
域に一方向成分のみを有する試験用電波を局所的に照射
する第1および第2のループアンテナからなる一対の素
子プローブまたは一対の素子プローブを複数組み合わせ
た複合プローブからなることを特徴とするものである。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0022】図1は本発明の電波耐性試験装置の一実施
例を示すブロック図である。
【0023】本実施例の電波耐性試験装置は、図1に示
すように、被測定機器6に電波を照射する電波照射部1
と、従来と同様の試験用の電波の周波数の信号Sを発生
し同軸ケーブル5を経由して送信部2に信号Sを供給
する発振器5と、信号Sを伝送し電波照射部1に供給す
る送信装置2と、被測定機器6の出力信号Oの供給を受
け信号Oを演算処理し電波耐性(イミュニティ)を算出
する判定装置3と、算出したイミュニティを視覚化し表
示するディスプレイから成る表示装置4とを備える。
【0024】電波照射部1は、各々独立して励振される
複数対の素子プローブ1ijA、1ijBから成る一対
の放射プローブ11A、11Bを備える。ここで、iお
よびjは各々1<i<M、1<j<Nなる整数である。
放射プローブ11A、11Bの具体的な構成を示す図2
を参照すると、この図に示す放射プローブ11A、11
Bを構成する複数対の素子プローブ1ijA、1ijB
は行(横)方向にM個および列(縦)方向にN個のマト
リクス状に配列されている。これら素子プローブ1ij
A、1ijBは約2cmの間隔で対面した金属平板の一
対の電極板から成り、この電極板間に試験用電波の電圧
を印加することにより電界を発生させる。
【0025】送信装置2は電気的に不平衡回路として動
作する不平衡線路で構成された同軸ケーブル51に流れ
る電流と電気的に平衡回路として動作する平衡線路で構
成された1対の信号線58A、58Bに流れる電流との
不平衡平衡変換を行うとともに同軸ケーブル5からの
不要放射を抑圧するため挿入された不平衡平衡変換回路
21と、放射プローブ11A、11Bのそれぞれの励振
対象の対の素子プローブを選択する切替器22、23
と、対の片側の放射プローブ11Aに供給される信号の
位相を0°および180°のいずれか一方に設定する移
相器24と、移相器24および切替器23と素子プロー
ブ1ijA、1ijBの各々とを接続するシールド25
により遮蔽された裸銅線の接続線26を備える。
【0026】判定装置3は、被測定機器6の出力信号O
の供給を受け信号Oをフーリエ変換して周波数領域のス
ペクトルSOを出力する波形処理装置31と、スペクト
ルSOを演算処理してイミュニティAに換算出力しかつ
切替器22、23および移相器24の切替制御を行う制
御装置32とを備える。
【0027】次に、本実施例の動作について説明する。
プリント回路基板等の被測定機器6を放射プローブ11
A、11Bの中間に配置し、切替器22、23により素
子プローブ1ijA、1ijBの任意の対を選択するこ
とにより被測定機器6の選択された上記対に対応する領
域の照射面に対し垂直の方向であるX方向および水平の
方向であるY方向の電界Eを印加する。試験用電波の波
長λが上記電極板間の間隔dよりも非常に大きい場合に
は電極板間の電界は静電界として見なすことができる。
本実施例では、上記試験用電波の周波数が30MHz〜
1000MHz、上記間隔は2cm程度であるので、上
記想定が成立し上記電極板間の電界は静電界として近似
できる。
【0028】被測定機器6に各々X、Y方向の電界を印
加するときの切替器22、23および移相器24の接続
の選択および結果として生ずる電界Eの様子を示す図3
を参照すると、X方向の電界Eの印加の場合は、対向す
る1対の素子プローブ例えば111A、111Bの各々
を切替器22、23で選択し、移相器24は0°を選択
する。この結果電界Eは素子プローブ111A、111
B間を横切るように、すなわちX方向に発生する(図3
(A))。Y方向の電界Eの印加の場合は、隣接する1
対の素子プローブ例えば111A、121Aの各々を切
替器22で選択し、切替器23を全てオフすなわち素子
プローブ1ijBの全部の励振を停止し移相器24は素
子プローブ111Aに対し0°および素子プローブ12
1Aに対し180°を選択する。この結果電界Eは素子
プローブ111A、121A間を横切るように、すなわ
ちY方向に発生する(図3(B))。
【0029】判定装置3の波形処理装置31は被測定機
器6の出力信号Oの供給を受けフーリエ変換を行い、対
応する周波数スペクトルSOを出力する。出力信号Oの
波形と対応のフーリエ変換後のスペクトルSOをそれぞ
れ示す図4を参照すると、正常動作時の出力信号Oの波
形を(A)に、対応するスペクトル(以下基準スペクト
ル)SORを(B)に、それぞれ示す。被測定機器6が
電界Eの影響を受け出力信号Oの波形が(C)に示すよ
うに高調波成分が混入し波形の乱れが生じ、対応のスペ
クトルSOも(D)に示すようにスペクトル線の分布お
よびレベルが変化する。
【0030】制御装置32はスペクトルSOの供給を受
け、予め記憶されている基準スペクトルSORとの比較
演算処理を行う。この処理結果得られた基準スペクトル
SORに対するスペクトルSOの差である変位差を予め
設定された対応のイミュニティAに換算する。ここで
は、イミュニティAを0〜5の5段階のレベルで分類す
る。スペクトルSOR、SOの各々の構成スペクトル線
の周波数が同一の場合において、基準スペクトルSOR
のレベルを基準とした上記変位差のレベルが0ときは正
常動作としレベル0とする。上記変位差のレベルが±2
0%未満の場合がレベル1、±20%〜±40%未満の
場合がレベル2、±40%〜±60%未満の場合がレベ
ル3、±60%〜±80%未満の場合がレベル4、±8
0%〜±100%以上の場合がレベル5とそれぞれ設定
する。また、スペクトルSOのスペクトル線の周波数が
基準スペクトルSORのスペクトル線と異なる周波数に
分布する場合は、各々の周波数のスペクトル線レベルの
加算平均を算出し、上述と同様に比較し変位差を設定す
る。
【0031】表示装置4は視覚化しやすいように、供給
されたイミュニティAのレベル0〜5を表2に示すよう
にカラー表示する。
【0032】
【表2】
【0033】表示装置4には、予め被測定機器6の照射
面が素子プローブ1ijA、1ijBにより形成される
マトリクス状のMN個の領域IJから成るデータとして
入力されており、励振された素子プローブ1ijA、1
ijB対応の上記照射面領域のイミュニティAのレベル
がカラー表示される。制御装置32の制御により切替器
22、23および移相器24の切替を制御して素子プロ
ーブ1ijA、1ijBを順次切替ることにより、対応
する領域IJの試験を順次行う。表示装置4の表示の一
例を示す図5を参照すると、この例はM=6、N=3の
場合であり、I=5、J=2の領域52のみがレベル5
対応の赤を表示し、他は正常を示すレベル0対応の無色
を表示している。これにより領域52が電界Eの干渉に
よる異常動作の発生箇所であると特定できる。
【0034】通常、以上の試験は、最初に電波照射部1
の全ての素子プローブ1ijA、1ijBを励振し、被
測定機器6の全体のイミュニティを評価する。次に、正
常動作を行わないものについて素子プローブ1ijA、
1ijBの各々を順番に励振することにより領域IJの
各々のイミュニティレベルを求め、不具合箇所を特定し
て対策を実施する。
【0035】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。
【0036】例えば、マトリクス状に配列した複数の素
子プローブから成る放射プローブの代りに、図6に示す
ような1対のX方向およびY方向のそれぞれの電界を生
成する3個の電極板211A、211B、221Aから
成る放射プローブを備えてもよい。また、電界の代りに
磁界を照射するマトリクス状に配列した複数のループア
ンテナから成る放射プローブを備えてもよい。さらに、
放射プローブとして、X、Y方向に井桁状に配列した複
数の給電点を有する複数の線状アンテナを用いてもよ
い。
【0037】本発明の電波照射部実施例を図を用いて
説明する。
【0038】図9は本発明の一実施例である垂直方向の
磁界印加用の電波照射部1である。
【0039】電波照射部1は一対の素子プローブである
ループアンテナ41A、41Bとを備える。各々のルー
プアンテナは、中心軸を一致させループ面が被測定機器
6に対して平行となるように対面させている。試験はル
ープ間に被測定機器6を挟みループアンテナ41A、4
1Bを同時に励振して磁界を印加する。各々のループア
ンテナに流れる電流34は同じ方向としているので各々
のループアンテナから発生する磁界はループ間では水平
方向(Y、Z方向)成分をお互いに打ち消し合い、垂直
方向(X方向)成分を合成する。この結果、磁界は垂直
方向に強い成分を持つようになる。
【0040】図10(A)は一対のループアンテナ(直
径16mm)を20mm離し、ループ間隔の中間であり
かつ中心軸を通るA線に沿って磁界測定用ループプロー
ブを掃引したときの垂直方向磁界、水平方向磁界をプロ
ーブの受信電圧で表したものである。(B)(C)はそ
れぞれ横方向から、上方向から見た図である。垂直方向
の磁界はループ中心(Y=0)で約−37.6[dB]
と最大を示し、中心から離れるにしたがい減衰する。と
ころで、従来のイミュニティ試験では均一な電界を被測
定機器6全体に印加することが困難なので、(文献1)
第3章、12頁では測定空間中の電界強度の変動を6d
B以内と定めている。そこで、ここでは印加する方向の
磁界強度の最大値より−6dBの範囲に対応した距離Y
の範囲を磁界印加領域として考えることにする。図10
では、許容範囲が−43.6〜−37.6[dB]とな
るので磁界印加領域は約−9〜8[m]となりほぼル
ープ直径に対応する。ループ面から放射する磁界はルー
プ軸を境に対象となるため、垂直方向の磁界印加の領域
はほぼループ面積に等しく、この範囲内の垂直方向磁界
は水平方向の磁界と比較して十分に大きく、一方向成分
のみの磁界が得られていることがわかる。したがって、
被測定機器の特定領域の垂直方向に対するイミュニティ
を評価することが可能となる。
【0041】図11は本発明の一実施例である水平方向
の磁界印加用の電波照射部1である。
【0042】電波照射部1は一対の素子プローブである
ループアンテナ42A、42Bとを備える。各々のルー
プアンテナは、同一平面上に配置し被測定機器に対して
垂直に立てている。試験はループ間に被測定機器6を挟
み、ループアンテナ42A、42Bを同時に励振して磁
界を印加する。各々のループアンテナに流れる電流34
は同じ方向としているので各々のループアンテナから発
生する磁界はループ間では垂直方向成分をお互いに打ち
消し合い、水平方向成分を合成する。この結果磁界は水
平方向(Y方向)に強い成分を持つようになる。
【0043】図12(A)は一対のループアンテナ(直
径16mm)の間隔を20mmとし、ループ間隔の中間
のA線に沿って磁界測定用ループプローブを掃引したと
きの垂直方向磁界、水平方向磁界をプローブの受信電圧
で表したものである。(B)は横方向から(C)は上方
向から見た図である。水平方向の磁界はループ直下(Y
=0)で約−44[dB]と最大を示し、直下から離れ
るにしたがい減衰する。同図より、水平方向の磁界印加
領域はループ直径よりや小さい約−7〜7[mm]の
範囲であり、この範囲内の水平方向磁界は垂直方向磁界
と比較して十分に大きく、一方向成分のみの磁界が得ら
れていることがわかる。したがって、被測定機器の特定
領域の水平方向に対するイミュニティを評価することが
可能となる。
【0044】図13は本発明の一実施例であるX、Y、
Zの3方向の磁界をそれぞれ単独に印加できる電波照射
部1である。
【0045】電波照射部1は被測定機器のX、Y、Z方
向に磁界を印加するため、3の素子プローブからなる
複合プローブを構成している。これは垂直方向磁界印
加用ループと2組の水平方向磁界印加用ループを組み合
わせたもので、ループ間に被測定機器を挟み、切替器2
2、23で所望の方向の磁界を印加する上記ループアン
テナを選択して試験を行う。X方向磁界は上記ループア
ンテナ41A、41Bを、Y方向磁界は上記42A、4
2Bを同時に励振する。Z方向磁界はループ42A、4
2BのX軸方向の直径を軸として、ループ面を90度回
転させた43A、43Bを同時に励振する。Y、Z方向
磁界印加用のループアンテナは各々の直径を共有し2点
で交差して直交しており、Z方向磁界印加用ループアン
テナの中にY方向磁界印加用ループアンテナが入り込む
形となっている。また、これらのループアンテナの交差
点とX方向磁界印加用のループアンテナの中心とは接し
ており、X、Y、Z方向磁界印加用のループアンテナは
各々すべてのループアンテナと直交している構成となっ
ている。X、Y、Z方向ループをそれぞれ単独に励振し
た場合、磁界分布および磁界印加の領域は、X方向は図
10と、YおよびZ方向は図12とほぼ等しい特性であ
る。
【0046】図15は本発明の(請求項28に対応)の
一実施例である一対または複数のループアンテナを用
いたときの電波耐性試験装置のブロック図である。
【0047】被測定装置6に試験電波を照射する第1お
よび第2のループアンテナからなる対となったプローブ
素子からなる複合プローブを備え電波照射部1と、試
験電波の信号を発生する発振器5と、第1および第2の
ループアンテナを励振するために信号を2つの経路に分
割する電力分割器33と、励振対象の対のループアンテ
ナを選択する第1および第2の切替器22、23からな
る。プリント回路基板等の被測定機器6を放射プローブ
11A、11Bの中間に配置し、前述の切替器22、2
3によりX、YおよびZ方向の任意の一方向成分の磁界
を印加できるループアンテナ対を選択することによって
被測定機器6の選択された上記対に対応する領域の照射
面に対し垂直方向および水平方向の磁界を印加する。発
振器5、電力分割器33、切替器22、23、電波照射
部1とはすべて不平衡線路である同軸ケーブル57で接
続されている。
【0048】図14は電波照射部1の間隔を20mm、
測定周波数を100MHz、測定点をループ間の中間で
ありかつ中心である図13のA点としたきの発振器5の
出力電力に対する磁界強度を測定したものである。この
とき、X、Y、Z方向印加用のループアンテナは切替器
22、および23によってそれぞれ単独に励振した。図
中の点線は表1中のレベル1およびレベル2の磁界強度
を示したものである。三方向の全ての磁界は発振器1の
出力電力が0dBm以下でレベル1、2の規格値をクリ
アできる。また、表1のレベルXのように強い磁界を印
加しなければならない場合は、磁界強度と出力電力が比
例することから発振器の次段などに電力増幅器などを接
続して電力を増大すれば十分に対応できる。本電波耐性
試験装置を用いた試験では、図1に示した判定装置と表
示装置および前述の評価方法によって磁界の影響による
電波耐性を評価する。
【0049】なお、本発明で用いたループアンテナには
すべて平衡−不平衡変換の機能を有するシールデッドル
ープ、Shielded Loop(例えば、DYSO
N著、Measurement of Near Fi
eldsof Antennasand Scatte
rers,アイトリプルイー・トランザクション・オン
・アンテナ・プロパゲーション、IEEE,Trans
action onAntennna Propaga
tion,vol.AP−21,N0.4,446頁−
460頁,July,1973)を使用した。これは図
16に示すように、セミリジットケーブルと銅棒で構成
されており、ループの先端には間隙が設けてある。間隙
ではセミリジットケーブルの中心導体と銅棒、ループの
根元では外導体と銅棒を接続した構造となっている。
【0050】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。
【0051】例えば、一対のループアンテナからなる素
子プローブをマトリクス状に配列して電波照射部として
もよい。また、複数のループアンテナからなる素子プ
ローブをマトリクス状に配列して電波照射部としてもよ
い。さらに、ループアンテナを3以上組み合わせたり
ループ面の角度を調整することによって磁界を多方向に
印加する構成としてもよい。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電波耐性
試験装置および電波耐性評価方法は、電波暗室等の大が
かりな電磁環境施設を不要としたコンパクトな装置で客
観的な電波耐性評価が実施できることと、また誤動作や
異常動作の発生箇所を容易に特定することができるとい
う効果がある。
【0053】さらに、一方向成分の電波を印加すること
ができるので偏波の影響によるイミュニティ試験が行え
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電波耐性試験装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】図1の電波照射部の詳細を示す摸式斜視図であ
る。
【図3】被測定機器にX、Y方向の電界を印加する場合
の各々の動作を示す図である。
【図4】被測定機器の出力信号波形と対応の周波数スペ
クトルを示す図である。
【図5】表示装置の表示の一例を示す図である。
【図6】放射プローブの別の構成例を示す図である。
【図7】従来の電波耐性試験装置および電波耐性評価方
法の第1の例を示すブロック図である。
【図8】従来の電波耐性試験装置および電波耐性評価方
法の第2の例を示すブロック図である。
【図9】本発明における垂直方向磁界印加用の電波照射
部および磁力分布の斜視図である。
【図10】本発明における垂直方向磁界印加用の電波照
射部の磁界分布を受信電圧分布で示したものである。
【図11】本発明における水平方向磁界印加用の電波照
射部および磁力分布の斜視図である。
【図12】本発明における水平方向磁界印加用の電波照
射部の磁界分布を受信電圧分布で示したものである。
【図13】本発明における3方向磁界印加用の電波照射
部の斜視図である。
【図14】本発明における3方向磁界印加用の電波照射
部の出力電圧に対する磁界強度の図である。
【図15】本発明における一対または複数のループア
ンテナを用いたときの電波耐性試験装置のブロック図で
ある。
【図16】本発明におけるループアンテナの構成図であ
る。
【図17】従来のループアンテナによるイミュニティ試
験を示した図である。
【図18】従来のループアンテナの近傍磁界分布を受信
電圧分布で示した図である。
【符号の説明】
1 電波照射部 2 送信装置 3 判定装置 4 表示装置 5 発振器 6 被測定機器 7 増幅器 8 アンテナ 9 TEMセル 11A,11B 放射プローブ 1ijA,1IJB 素子プローブ 21 不平衡平衡変換回路 22,23 切替器 24 移相器 25 シールド 26 接続線 31 波形処理装置 32 制御装置 33 電力分割器 34 電流 35 磁力線 41A,41B X方向磁界印加用ループアンテナ 42A,42B Y方向磁界印加用ループアンテナ 43A,43B Z方向磁界印加用ループアンテナ 51 ループアンテナ 52 セミリジットケーブル 53 中心導体 54 導体 55 銅棒 56 間隙 57 同軸ケーブル58A、58B 信号線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−304348(JP,A) 特開 平4−172271(JP,A) IEEE INTERNATIONA L SYMPOSIUM ON ELE CTROMAGNETIC COMPA TIBILITY、(1992)P.439− 442 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/00 G01R 31/30

Claims (35)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記放射プローブが前記被測定機器の前記一主面を挟む
    ように配置された第1および第2の電極板から成る1対
    の素子プローブを備えることを特徴とする電波耐性試験
    装置。
  2. 【請求項2】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記放射プローブが前記一主面を覆うようにマトリクス
    状に配列されかつ前記被測定機器を挟むように配置され
    た第1および第2の電極板から成る複数対の素子プロー
    ブを備えることを特徴とする電波耐性試験装置。
  3. 【請求項3】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記放射プローブが前記被測定機器の前記一主面を挟む
    ように配置された第1および第2の電極板と前記第1の
    電極板と隣接して配置される第3の電極板からなる素子
    プローブを備えることを特徴とする電波耐性試験装置。
  4. 【請求項4】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記放射プローブが前記一主面を覆うように井桁状に配
    列された各々複数の給電点を有する複数の線状アンテナ
    から成る素子プローブを備えることを特徴とする電波耐
    性試験装置。
  5. 【請求項5】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記送信装置が所定周波数の高周波信号を供給する高周
    波源と、 不平衡線路である同軸ケーブルに流れる前記高周波信号
    を平衡線路である第1および第2の信号線からなる1対
    の信号線に適合する第1および第2の信号から成る前記
    1対の信号線対応の平衡信号に変換するとともに前記同
    軸ケーブルと前記1対の信号線との間の電流の平衡をと
    る不平衡平衡変換回路とを備えることを特徴とする電波
    耐性試験装置。
  6. 【請求項6】 前記送信装置は、マトリクス状に配列さ
    れ前記被測定機器を挟むように配置された第1および第
    2の電極板からなる複数対の素子プローブのうち予め定
    た素子プローブの第1の電極板に第1の信号を供給し
    第2の電極板に第2の信号をそれぞれ供給するように選
    択する第1および第2の切替回路を備えることを特徴と
    する請求項5に記載の電波耐性試験装置。
  7. 【請求項7】 前記送信装置は、被測定機器の一主面を
    挟むように配置された第1の電極板および第2の電極板
    ならびに前記第1の電極板に隣接して配置された第3の
    電極板からなる素子プローブのうち、前記第1の信号を
    移相した信号を前記第3の電極板に供給する移相器を備
    えた請求項5に記載の電波耐性試験装置。
  8. 【請求項8】 前記送信装置は、被測定機器被測定機器
    の一主面を覆うように井桁状に配列されたそれぞれ複数
    の給電点を有する複数の線状アンテナからなる素子プロ
    ーブのうち予め定めた前記線状アンテナに給電するよう
    選択する第1または第2の切替回路をさらに備える請
    求項5記載の電波耐性試験装置。
  9. 【請求項9】 被測定機器の一主面に対し予め定めた間
    隔を保持するよう近接して配置されこの一主面の予め定
    めた領域に集中して試験用電波を照射する放射プローブ
    を含む電波照射部と、 前記電波照射部に前記試験用電波対応の高周波電力を供
    給する送信装置と、 前記被測定機器の出力信号を演算処理して前記試験用電
    波の照射により前記出力信号が被る影響の度合である電
    波耐性を算出する判定装置と、 算出した前記電波耐性を視覚化し表示する表示装置とを
    備え、 前記放射プローブが前記一主面を覆うようにマトリクス
    状に配列され複数のループアンテナから成る一対の素子
    プローブを備え、 前記送信装置は、所定周波数の高周波信号を供給する高
    周波源と、不平衡線路である同軸ケーブルに流れる前記
    高周波信号を平衡線路である第1および第2の信号線か
    らなる1対の信号線に適合する第1および第2の信号か
    ら成る前記1対の信号線対応の平衡信号に変換するとと
    もに前記同軸ケーブルと前記1対の信号線との間の電流
    の平衡をとる不平衡平衡変換回路と、マトリクス状に配
    列された前記複数のループアンテナからなる素子プロー
    ブのうち予め定めたループアンテナに前記第1または第
    2の信号を供給するように選択する第1または第2の切
    替回路とを備えることを特徴とする電波耐性試験装置。
  10. 【請求項10】 前記送信装置は、前記第1の切替回路
    の出力信号の予め定めた位相量の移相をする移相器をさ
    らに備えることを特徴とする請求項6または8または9
    記載の電波耐性試験装置。
  11. 【請求項11】 前記判定装置は、前記被測定機器の出
    力信号をフーリエ変換し周波数領域のスペクトルを出力
    する波形処理装置と、前記スペクトルを演算処理して前
    記電波耐性に換算出力する制御装置とを備えることを特
    徴とする請求項1ないし5のいずれか記載の電波耐性試
    験装置。
  12. 【請求項12】 前記判定装置は、前記被測定機器の出
    力信号をフーリエ変換し周波数領域のスペクトルを出力
    する波形処理装置と、前記スペクトルを演算処理して前
    記電波耐性に換算出力する制御装置を備え、 前記制御装置は、前記第1または第2の切替回路の切替
    制御を行うとともに、切替制御対象の前記素子プローブ
    の位置データを格納する制御手段を備える請求項6ない
    し9のいずれか記載の電波耐性試験装置。
  13. 【請求項13】 前記送信装置は、前記第1の切替回路
    の出力信号の移相を行う移相器を備え、前記制御装置
    は、前記移相器の移相量の切替制御を行う手段を含む請
    求項12記載の電波耐性試験装置。
  14. 【請求項14】 前記表示装置は、前記放射プローブ全
    体に亘り前記素子プローブ毎の前記電波耐性を視覚化し
    表示するディスプレイ手段を備えることを特徴とする請
    求項1ないし5、9のいずれか記載の電波耐性試験装
    置。
  15. 【請求項15】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、 前記被測定機器に対し前記試験用電波を照射しないとき
    の前記被測定機器の出力信号波形である第1の波形と前
    記試験用電波を照射した場合の前記出力信号波形である
    第2の波形との差とから前記電波耐性を算出することを
    特徴とする電波耐性評価方法。
  16. 【請求項16】 前記第1および第2の波形の各々を時
    間領域から周波数領域へのフーリエ変換により周波数ス
    ペクトルを求め、前記第1および第2の波形の周波数ス
    ペクトルの各々のスペクトル線の分布および各々のスペ
    クトル線の大きさとを比較して前記電波耐性を算出する
    ことを特徴とする請求項15記載の電波耐性評価方法。
  17. 【請求項17】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、 前記被測定機器の一主面を挟むように配置されかつマト
    リクス状に配置された第1および第2の電極板から成る
    複数対の素子プローブにより前記被測定機器の前記一主
    面の予め定めた領域に集中して前記試験用電波を照射す
    ることを特徴とする電波耐性評価方法。
  18. 【請求項18】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、 前記被測定機器の一主面を覆うように井桁状に配列され
    た各々複数の給電点を有する複数の線状アンテナから成
    る素子プローブにより前記被測定機器の前記一主面の予
    め定めた領域に集中して前記試験用電波を照射すること
    を特徴とする電波耐性評価方法。
  19. 【請求項19】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、被測定機器の一主面を挟み込むように配置され試験用電
    波を照射する一対の素 子プローブを複数対備え、この複
    数対の 素子プローブを同時に励振して前記被測定機器の
    全体の前記電波耐性を評価し、次に、各々の一対の素子
    プローブを順次励振して前記被測定機器の特定の領域の
    前記電波耐性を評価する電波耐性評価方法。
  20. 【請求項20】 被測定機器の一主面を挟み込むように
    配置され、この一主面の予め定めた領域に一方向成分の
    みを有する試験用電波を局所的に照射する第1および第
    2のループアンテナからなる一対の素子プローブを備え
    ることを特徴とする電波照射部。
  21. 【請求項21】 被測定機器の一主面を挟み込むように
    配置され、この一主面の予め定めた領域に一方向成分の
    みを有する試験用電波を局所的に照射する第1および第
    2のループアンテナからなる一対の素子プローブを複数
    組み合わせた複合プローブを備えることを特徴とする電
    波照射部。
  22. 【請求項22】 前記一対の素子プローブが、各々のル
    ープ面を予め定めた距離を隔てて対面させてかつループ
    軸を一致させている垂直方向磁界印加用の一対のループ
    アンテナであることを特徴とする請求項20記載の電波
    照射部。
  23. 【請求項23】 前記一対の素子プローブが、同一平面
    上で予め定めた距離を隔てて近接している水平方向磁界
    印加用の一対のループアンテナであることを特徴とする
    請求項20記載の電波照射部。
  24. 【請求項24】 前記複合プローブが、同一平面上で予
    め定めた距離を隔てて近接している水平方向磁界印加用
    の一対のループアンテナに対して、さらにもう一対の水
    平方向磁界印加用のループアンテナをそれぞれのループ
    直径を共有しかつ2点で交差し直交させている2組の素
    子プローブからなることを特徴とする請求項21記載の
    電波照射部。
  25. 【請求項25】 前記複合プローブが、同一平面上で予
    め定めた距離を隔てて近接している水平方向磁界印加用
    の一対のループアンテナに対して、さらにもう一対の水
    平方向磁界印加用のループアンテナをそれぞれのループ
    直径を共有しかつ2点で交差し直交させている2組の素
    子プローブの交差点と前記垂直方向磁界印加用の一対の
    ループアンテナのループ中心とが接している3組の素子
    プローブからなることを特徴とする請求項21記載の電
    波照射部。
  26. 【請求項26】 前記一対の素子プローブがマトリクス
    状に配列された一対のループアンテナを備えることを特
    徴とした請求項20記載の電波照射部。
  27. 【請求項27】 前記複合プローブがマトリクス状に配
    列された複数対のループアンテナを備えることを特徴と
    した請求項21記載の電波照射部。
  28. 【請求項28】 前記ループアンテナがセミリジットケ
    ーブルと銅棒からなり、ループの先端に間隙が設けてあ
    ることを特徴とする請求項20または請求項21記載の
    電波照射部。
  29. 【請求項29】 被測定装置に一対または複数組からな
    るループアンテナから試験電波を照射する電波照射部
    と、このループアンテナを励振する装置とを備えた電波
    耐性試験装置において、 前記ループアンテナを励振する装置は、 試験電波の信号を発生する発振器と、一対のループアンテナを構成する 第1および第2のルー
    プアンテナを励振するために信号を2つの経路に分割す
    る電力分割器と、 励振対象の対のループアンテナを選択する切替器とから
    なることを特徴とする電波耐性試験装置。
  30. 【請求項30】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、 前記被測定機器の一主面を挟み込むように配置された第
    1および第2のループアンテナからなる一対の素子プロ
    ーブにより前記被測定機器の前記一主面の予め定めた領
    域に一方向成分のみを有する前記試験用電波を局所的に
    照射することを特徴とする電波耐性評価方法
  31. 【請求項31】 前記一対の素子プローブが、各々のル
    ープ面を予め定めた距離を隔てて対面させてかつループ
    軸を一致させている一対のループアンテナにより前記一
    主面に対して垂直方向磁界を印加することを特徴とする
    請求項30に記載の電波耐性評価方法。
  32. 【請求項32】 前記一対の素子プローブが、同一平面
    上で予め定めた距離を隔てて近接している一対のループ
    アンテナにより前記一主面に対して水平方向磁界を印加
    することを特徴とする請求項30に記載の電波耐性評価
    方法。
  33. 【請求項33】 プリント回路基板や回路部品および電
    子・電気機器である被測定機器に対し電波雑音を疑似す
    る試験用電波を照射しこの電波雑音に対する耐妨害波特
    性である電波耐性を測定し評価する電波耐性評価方法に
    おいて、 前記被測定機器の一主面を挟み込むように配置された第
    1および第2のループアンテナからなる一対の素子プロ
    ーブを複数組み合わせた複合プローブにより前記被測定
    機器の前記一主面の予め定めた領域に一方向成分のみを
    有する前記試験用電波を局所的に照射することを特徴と
    する電波耐性評価方法。
  34. 【請求項34】 前記複合プローブが、同一平面上で予
    め定めた距離を隔てて近接している水平磁界印加用の一
    対のループアンテナに対して、さらにもう一対の水平方
    向磁界印加用のループアンテナをそれぞれのループ直径
    を共有しかつ2点で交差し直交させている2組の素子プ
    ローブより構成され、この複合プローブにより前記一主
    面に対して水平方向磁界を印加することを特徴とする請
    求項33に記載の電波耐性評価方法。
  35. 【請求項35】 前記複合プローブが、同一平面上で予
    め定めた距離を隔てて近接している水平磁界印加用の一
    対のループアンテナに対して、さらにもう一対の水平方
    向磁界印加用のループアンテナをそれぞれのループ直径
    を共有しかつ2点で交差し直交させている2組の素子プ
    ローブに加えて、この直交した前記2組の素子プローブ
    の交差点と垂直方向磁界印加用の一対のループアンテナ
    のループ中心とが接している3組の素子プローブより構
    成され、この複合プローブにより前記一主面に対して水
    平磁界、垂直磁界を印加することを特徴とする請求項3
    3に記載の電波耐性評価方法。
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