JP3696118B2 - ノイズ可視化システムにおける電波暗箱 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や電子回路から放射されるノイズの可視化を行うノイズ可視化システムにおける電波暗箱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電子機器等の製品の内部にはプリント回路基板が配置されているが、製品の本体や製品内の他の基板等との容量結合、電磁結合又は外来電磁波等の外部からの妨害によって、プリント回路基板上の回路が誤動作する場合がある。 自動車のエンジン制御ユニットに用いられるようなプリント回路基板等において、このような回路の誤動作の発生は回避しなければならない。
【０００３】
したがって、重要な機能を担っているプリント回路基板等では、事前に外部からの妨害によって誤動作が発生しないように確認する必要があり、回路が誤動作する可能性が見出された場合には、この誤動作が発生しないように設計変更等を行う必要がある。プリント回路基板等がこのような外部からの妨害によって性能劣化することなく、これらに耐えることができる能力のことはイミュニティ、又はＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）と呼ばれ、最近このような耐性を測定するためのイミュニティ試験が行われるようになってきている。
【０００４】
ここで、イミュニティ試験の１つの方法であるＴＥＭセル法を図１を用いて説明する。
図１にはＴＥＭセル法による試験装置１０が図示されている。図１において、１２は金属製の筐体からなる固定シールド、１３は入力、１４は終端抵抗、１５はドア（ドアの図示は省略し、開口部のみが示されている）、１６はソケットパネル、１７は絶縁体、１８はプリント回路基板等の試験対象物、１９はソケットパネル１６と試験対象物１８を接続するワイヤ・ハーネスである。所定の入力装置（図示せず）から試験装置１０の入力１３に電力が供給されることによって、シールド１２内に所定の電界が生じるように構成されている。
【０００５】
試験対象物１８はドア１５を通して内部の絶縁体１７上に設置され、ドア１５を閉じてもワイヤ・ハーネス１９とソケットパネル１６を通じて外部の図示しない測定装置に接続されるように構成されている。ソケットパネル１６を経由して試験対象物１８へは、試験対象物１８を動作させるための電力が供給され、また試験対象物１８が通常動作する場合の入力信号を送ることができ、さらに試験対象物１８からの出力信号を検出できるように構成されている。
【０００６】
ＴＥＭセル法では、試験対象物１８をシールド１２内で動作させながら、シールド１２内に種々の電界を発生させ、この電界に試験対象物１８及びワイヤ・ハーネス１９が晒されるようにしている。そして、ＴＥＭセル法では、このような外部からの妨害が存在する状況で、試験対象物１８の動作状態を外部の測定装置により観察して、試験対象物１８の耐性を測定している。
【０００７】
しかしながら、ＴＥＭセル法では、試験対象物１８が誤動作をした場合に、設計者が誤動作内容を知る手段としては、外部の測定装置に入力される誤動作信号の情報しかなく、試験対象物１８のどの部分が原因で誤動作をしているのかを特定することが難しかった。
一方、イミュニティ試験の別の方法として、アンテナ照射法がある。図２を用いてアンテナ照射法について説明する。
【０００８】
図２に示すように、電波暗室２０内にはアンテナ２１と試験対象物２２が配置されている。２３は電波吸収材料からなる突起であり、電波暗室２０内の床を除いた全ての面に隙間無く配置されている。また、２４は試験対象物２２の設置台である。アンテナ２１は図示しない所定の設置台に固定されており、所定の入力装置（図示せず）によって電磁放射を行うように構成されている。また、試験対象物２２は電波暗室２０の外部にある測定装置（図示せず）とワイヤ・ハーネス２５で接続されており、このワイヤ・ハーネス２５を通じて、試験対象物２２を動作させるための電力の供給、試験対象物２２の通常動作用の入力信号の供給、及び、試験対象物２２からの出力信号の検出を行うことができる。
【０００９】
アンテナ照射法では、アンテナ２１から種々の電磁放射を行い、電磁放射に試験対象物２２及びワイヤ・ハーネス２５が晒される。そして、このような外部からの妨害が存在する状況で、試験対象物２２の動作状態を観察して、試験対象物２２の耐性を測定している。
ところが、このアンテナ照射法でも、汎用の電波暗室２０を用いて測定を行うことから、ＴＥＭセル法と同様に、試験対象物２２が誤動作をした場合に、試験対象物２２のどの部分が原因で誤動作をしているのかを特定することが難しかった。
【００１０】
そこで、本発明者らはこれらの従来技術における不具合を克服し、試験対象物のどの部分が外部からの妨害に対して弱いのかを容易に特定することができるイミュニティ試験を模擬したノイズ可視化システム及び方法を既に提案した。本発明者らが提案したノイズ可視化システムは、ＴＥＭセル法やアンテナ照射法のように試験対象物全体を所定の環境下に置かず、試験対象物に直接高周波ノイズを注入することにより、試験対象物の誤動作周波数を外部に設けた測定装置で確認しながら、注入されたノイズが試験対象物のどの部分から多く発生しているかをこの測定装置で可視化するシステムである。
【００１１】
図３は、このノイズ注入法によるイミュニティ試験を模擬したノイズの可視化システム３０である。３１は制御用パーソナルコンピュータ、３２は信号発生器、３３は信号増幅器、３４はスペクトラム・アナライザであり、信号発生器３２、信号増幅器３３及びスペクトラム・アナライザ３４は、バス３５を介して制御用パーソナルコンピュータ３１によって制御されている。
【００１２】
４１はノイズ可視化用パーソナルコンピュータ、４２はスペクトラム・アナライザ、４３は複数の微小アンテナ素子を備えたアンテナである。アンテナ４３はバス４５によってノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に接続されると共に、通信ケーブル４８によりスペクトラム・アナライザ４２と接続されている。アンテナ４３はバス４５を通じてアンテナの切換制御等が行われ、その出力は通信ケーブル４８によりスペクトラム・アナライザ４２に入力される。また、スペクトラム・アナライザ４２は、バス４４を介してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１によって制御される。
【００１３】
アンテナ４３の上には、ノイズ可視化測定の試験対象物であるプリント回路基板３８が置かれており、プリント回路基板３８のインタフェース３９には少なくとも特定の信号ラインと接続されたワイヤ・ハーネス４０が接続されている。
プリント回路基板３８とそのインタフェース３９を介して接続されたワイヤ・ハーネス４０には、モニタ・プローブ３６及びインジェクション・プローブ３７が接続されている。さらに、モニタ・プローブ３６とスペクトラム・アナライザ３４、及びインジェクション・プローブ３７と信号増幅器３３はそれぞれ通信線４６，４７で接続されている。
【００１４】
なお、制御用パーソナルコンピュータ３１、信号発生器３２、信号増幅器３３及びスペクトラム・アナライザ３４、またノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１及びスペクトラム・アナライザ４２から構成される測定設備Ｍと、プローブ３６，３７、プリント回路基板３８、ワイヤ・ハーネス４０及びアンテナ４３から構成される試験設備Ｔとは、測定の信頼性向上のために、互いに隔離された場所に配置する。そして、試験設備Ｔはインジェクション・ブローブ３７やプリント回路基板３８からの放射電波が他の測定設備に影響を与えないように、金属や金網で覆われたシールドルームや固定シールド箱の中に設置されている。
【００１５】
図４は、アンテナ４３上に設置されたプリント回路基板３８を上方から見た図であり、プリント回路基板３８はアンテナ４３のスキャンエリアＳ上に配置されている。スキャンエリアＳには、複数の微小アンテナ素子がマトリクス状に配置されて設けられており、それぞれがプリント回路基板３８から放射される高周波ノイズを検出できるように構成されている。バス４５と通信ケーブル４８はまとめて１本の線でアンテナ４３に接続されている。
【００１６】
ノイズの可視化システム３０では、まず、信号発生器３２によって発生された高周波信号（２０〜１０００ＭＨｚ）が信号増幅器３３によって増幅され、インジェクション・プローブ３７に印加され、電磁誘導により、印加された高周波信号に応じた高周波ノイズがハーネス４０に重畳される。重畳された高周波ノイズは、ワイヤ・ハーネス４０、及びインタフェース３９を介してプリント回路基板３８内に注入される。ワイヤ・ハーネス４０に重畳された高周波ノイズはモニタ・プローブ３６によって検出され、スペクトラム・アナライザ３４を介して制御用パーソナルコンピュータ３１で確認される。
【００１７】
プリント回路基板３８内に高周波ノイズが注入されると、所定の回路パターン、電子部品等を介して高周波ノイズが外部へ放射され、この外部へ放射された高周波ノイズが、アンテナ４３の微小アンテナ素子によって検出される。検出された高周波ノイズは、検出信号としてスペクトラム・アナライザ４２及びバス４４を介してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１へ送られる。ノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１では、受取った検出信号に所定の処理を施すことによって、そのモニタ（図示せず）上、又はこれに接続されたプリンタによる印刷によって、プリトント基板３８からのノイズ（外来電磁波の汚染経路）が可視化される。
【００１８】
この場合、１回のノイズ可視化測定では１つの高周波ノイズしか注入することができないので、ノイズ可視化測定は複数種類の高周波ノイズを注入するようにして行われる。
図５は、可視化用アンテナ４３からの検出信号のうちプリント回路基板３８の近傍のものを、ノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１が画像処理してモニタ上に得られた可視化サンプルである。図５では、可視化用アンテナ４３の微小アンテナ素子の位置に対応つけて、検出した高周波ノイズの強度を３段階で表している。図３のノイズ可視化システム３０では、このようなノイズ可視化測定を行うことができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが提案したノイズ可視化システム及び方法では、前述のように、測定設備Ｍと試験設備Ｔとを互いに隔離しなければならず、試験設備Ｔは外部への電波漏洩を防止する目的で金属や金網で覆われたシールドルームや大型の固定シールド箱の中に設置しなければならず、試験場所が限られてその自由度がないという問題点があった。
【００２０】
そこで、本発明は本発明者らが提案したノイズ可視化システム及び方法における電波漏洩の防止が不可欠な試験設備を小型化し、移動可能とすることで、被測定対象物の試験場所の自由度を向上させることができるノイズ可視化システムにおける電波暗箱を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱は、試験対象物の近傍に配置したアンテナによってこの対象物から発生するノイズを検出し、制御装置によりノイズ分布を可視化するシステムに使用する電波暗箱であって、試験対象物とアンテナとを収容する第１の部屋と、試験対象物に接続される信号ラインを収容する第２の部屋、及び第１と第２の部屋の間の電波の往来を遮断する仕切壁とを備えた電波暗箱の本体、及び本体の上部に設けられ、第１と第２の部屋の上部からの電波の洩れを防止する上蓋とを備えることを基本構成としている。
【００２２】
そして、本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱はこの基本構成に対して、以下のような応用形態をとることができる。
（１） 第２の部屋内に、信号ラインに高周波信号を印加するための第１のプローブと、信号ラインの高周波信号を検出するための第２のプローブとを収容した形態。
（２） 電波暗箱の内面及び仕切壁の両面に、電波吸収体を貼付した形態。
（３） 仕切壁に、信号ラインを通過させるための貫通孔を設け、この貫通孔は仕切壁内を摺動する摺動片を移動させることにより、孔径が変更できるように構成した形態。
（４） 第２のプローブが第２の部屋内で、信号入力ラインに沿って移動できるように構成した形態。
（５） 信号ラインの電波暗箱からの引出し部にフィルタボックスを設け、このフィルタボックスには、電波暗箱の内側に位置して各ラインに接続する第１の端子郡と、電波暗箱の外側に位置して外部モニタに接続する第２の端子郡と、対応する第１の端子郡と第２の端子郡の各端子の間にそれぞれ位置させたフィルタ回路とを設けた形態。
（６） フィルタボックスの第１の端子郡の設置面と第２の端子郡の設置面に、それぞれ複数個の予備端子を設けた形態。
（７） 上蓋を電波暗箱の長手方向に取り付けた蝶番によって電波暗箱を開閉するように構成すると共に、上蓋の短手方向の両側に、上蓋の開閉力を緩和する開閉補助機構を取り付けた形態。
（８） 上蓋の第１の部屋に対応する上面に、特定の周波数の電波を遮断し、かつ、第１の部屋の内部を見通せる監視窓を設けた形態。
（９） 電波暗箱の下部に、この電波暗箱を用いた測定に使用する測定器の置き台を設けると共に、電波暗箱の高さを測定作業者の作業がし易い位置まで嵩上げする載置台を設けた形態。
（１０） 電波暗箱の下部または載置台の下部に、この電波暗箱を移動可能にする移動機構を設けた形態。
（１１） 移動機構を複数個のキャスタとした形態。
【００２３】
本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱によれば、試験設備の小スペース化が図れ、従来のシールドルームのみでなく、場所を選ばずにイミュニティやエミッション等の測定が可能となる。また、コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である。更に、ワイヤ・ハーネスの電波暗箱からの取り出し部に設けたフィルタにより、外部モニタの誤動作が防止できる。更に、上蓋に観測窓を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができる。更にまた、電波暗箱の下部に載置台を追加することにより電波暗箱を作業者の測定作業がし易い位置に嵩上げすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図３の可視化システム３０の構成部品で本発明の電波暗箱に内蔵されたり、接続されたりする部材には、同じ符号を付して説明する。
【００２５】
図６は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱５の一実施例の全体構成を示すものであり、(a) は上蓋６０を閉じた状態で電波暗箱５を背面側から見たものであり、(b) は上蓋６０を開いた状態で電波暗箱５を正面側から見たものである。この実施例の電波暗箱５は、電波暗箱本体５０と、この電波暗箱本体５０の上部を開閉する上蓋６０、及び上蓋６０を伴った電波暗箱本体５０の移動機構７０とから構成される。
【００２６】
まず、電波暗箱本体５０の構成について説明する。電波暗箱本体５０は、図３で説明した試験対象物３８とアンテナ４３とを収容する第１の部屋５１と、第１のプローブであるインジェクション・プローブ３７と第２のプローブであるモニタ・プローブ３６とを収容する第２の部屋５２、及び第１と第２の部屋５１，５２を区画する仕切壁５３を備えている。この実施例では第１の部屋５１の長さよりも第２の部屋５２の長さの方が長く形成されている。仕切壁５３には後述するワイヤ・ハーネスを挿通するための貫通孔５４がある。また、第２の部屋５２の仕切壁５３に対向する壁にはワイヤ・ハーネスを外部に引き出すための引出し孔５６がある。更に、電波暗箱本体５０には、第２の部屋５２の側面に前述のプローブが接続するコネクタ５８があり、第１の部屋５１の側面にワイヤ・ハーネスを引き出すための取り出し孔５９がある。
【００２７】
電波暗箱本体５０の上部に設けられて第１の部屋５１と第２の部屋５２の上部を開閉する上蓋６０は、電波暗箱本体５０の長手方向の一辺に図示しない蝶番を介して取り付けられている。上蓋６０は平板状ではなく凹部を備えているので、閉じた時に本体側の仕切壁５３に密着して第１の部屋５１と第２の部屋５２の間の電波の漏洩を防止するための仕切壁６３が設けられている。また、上蓋６０の正面側には上蓋６０の開閉を容易に行わせるための把手６１が設けられている。上蓋６０はかなりの重量があるので、複数の人で上蓋６０が開閉できるように、把手６１は上蓋６０の長手方向に長く形成されている。また、上蓋６０の開閉を少ない力で行うことができるように、電波暗箱本体５０と上蓋６０の両側には開閉補助装置として油圧式のダンパ７が取り付けられている。このダンパ７は、電波暗箱本体５０の側面に取り付けられたブラケット５７と上蓋６０の側面に取り付けられたブラケット６７の間に掛け渡されている。このダンパ７により、上蓋６０が急に閉じず、また、上蓋６０がロック状態かアンロック状態かを外部から確認することができる。
【００２８】
そして、電波暗箱本体５０と上蓋の内側、及び、仕切壁５３，６３の両面には、外部への電波の漏洩を防止するために、全面に渡って電波吸収体６が貼付されている。この電波吸収体６は、この実施例では、板厚が６ｍｍ程度のフェライトタイルが使用されている。
一方、電波暗箱５の下部には、この電波暗箱５を移動可能にする移動機構７０が設けられている。この実施例の移動機構７０は、電波暗箱本体５０の底面に取り付けられた台枠７１と、この台枠７１に取り付けられた６個のキャスタ７２とから構成される。キャスタ７２は３６０度回転できる双輪タイプのものであり、ストッパ機構が付いているものである。なお、キャスタ７２の個数は６個に限定されるものではない。
【００２９】
更に、電波暗箱本体５０のワイヤ・ハーネスの引出孔５６には、ワイヤ・ハーネスに重畳されたノイズで外部の測定機器が誤動作しないように、フィルタボックス８０がその取付フランジ８３を介して取り付けられる。フィルタボックス８０にはその端子部８２に複数個の端子があるが、フィルタボックス８０の内部構成については後述する。
【００３０】
図７(a) は図６(b) に示した電波暗箱本体５０内に、図３で説明した試験設備Ｔを配置して測定設備Ｍに接続した状態を示すものである。第１の部屋５１には、ノイズ可視用アンテナ４３が設置されており、このアンテナ４３の上に微小アンテナ素子によるスキャンエリアＳが形成されている。そして、このスキャンエリアＳの上に試験対象物であるプリント回路基板３８が載置されている。プリント回路基板３８の上の回路はインタフェース３９を介してワイヤ・ハーネス４０Ａに接続され、このワイヤ・ハーネス４０Ａは仕切壁５３の貫通孔５４を通って第２の部屋５２内に導かれる。このワイヤ・ハーネス４０Ａの他端は電波暗箱本体５０の端部に取り付けられたフィルタボックス８０に接続しており、このフィルタボックス８０を経由して外部のワイヤ・ハーネス４０に接続されている。
【００３１】
第２の部屋５２内のワイヤ・ハーネス４０Ａに重畳された高周波ノイズを検出するモニタ・プローブ３６は仕切壁５３の近傍に固定されており、その検出出力は第２の部屋５２内にある通信線４６Ａ、コネクタ５８、及び電波暗箱本体５０の外部でこのコネクタ５８に接続する通信線４６を通じてスペクトラム・アナライザ３４に入力される。一方、第２の部屋５２内のワイヤ・ハーネス４０Ａに高周波ノイズを注入するインジェクション・プローブ３７は、第２の部屋５２内を、ワイヤ・ハーネス４０Ａに沿って移動できるようになっている。
【００３２】
図７(b) はこのインジェクション・プローブ３７の移動方法の一例を示すものである。この例では、インジェクション・プローブ３７は車輪９Ａの付いた移動台９の上に固定されており、移動台９は第２の部屋５２の底面に敷設したレール８の上を移動できるようになっている。移動台９の移動の際は、インジェクション・プローブ３７とワイヤ・ハーネス４０Ａとの係合は解除される。インジェクション・プローブ３７には、信号増幅器３３からの高周波ノイズが、通信線４７、コネクタ５８、及び、第２の部屋５２内にある通信線４７Ａを通じて供給され、この高周波ノイズがインジェクション・プローブ３７からワイヤ・ハーネス４０Ａに注入される。
【００３３】
このように、インジェクション・プローブ３７の位置を第２の部屋５２内で変更するのは、ワイヤ・ハーネス４０Ａに注入する高周波ノイズの周波数によってモニタ・プローブ３６で検出される周波数別のノイズレベルが異なるためであり、インジェクション・プローブ３７の位置を変更することによって、第１の部屋５１内にあるプリント回路基板３８に注入するノイズレベルを補正するためである。このために、第２の部屋５２の全長の方が、第１の部屋５１の全長よりも長くなっている。
【００３４】
第１の部屋５１内のアンテナ４３で検出された出力は、取り出し孔５９を貫通するワイヤ・ハーネス４９を通じて電波暗箱本体５０の外部に引き出され、バス４５を通じてノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に入力されると共に、通信ケーブル４８、スペクトラム・アナライザ４２、及びバス４４を経由してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に入力される。電波暗箱本体５０の外部にある測定設備の構成及び動作は図３で説明したものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３５】
ところで、図６(b) で説明した仕切壁５３に設けられた貫通孔５４は、この実施例では、貫通孔５４を挿通するワイヤ・ハーネス４０Ａの太さに応じてその大きさを可変することができるようになっている。これは貫通孔５４の空隙部分をできるだけ小さくして第１の部屋５１と第２の部屋５２との間の電波の漏洩を防止するためである。貫通孔５４の大きさを可変する機構の一例が図８(a) に示される。図８(a) に示すように、この実施例では貫通孔５４の上方に貫通孔５４の方向に摺動できる摺動片５５が第２の部屋５２側に設けられている。この摺動片５５には、貫通孔５３側に湾曲した凹部５５Ａが設けられており、その反対側には引掛孔５５Ｂが設けられており、引掛孔５５Ｂを介して手動で摺動片５５を矢印で示す上下方向に摺動させることができるようになっている。よって、貫通孔５４を挿通させたワイヤ・ハーネス４０Ａが細い場合には、摺動片５５を下降させることにより、貫通孔５５の大きさを小さくすることができる。即ち、貫通孔５５の大きさは、貫通孔５５を通るワイヤ・ハーネス４０Ａの太さに合わせて可変することができる。なお、図８(b) は(a) のＸ−Ｘ線における断面を示している。この断面から分かるように、仕切壁５３はアルミ板５３Ａの両側に電波吸収体６を張り付けて構成されている。
【００３６】
図９は図６で説明した上蓋６０と電波暗箱本体５０との合わせ部を部分的に拡大して示すものである。上蓋６０の内側と電波暗箱本体５０の内側にはフェライトタイル６が電波吸収体として隙間なく貼り付けられている。そして、上蓋６０の電波暗箱本体５０との合わせ部には、内側にほぼ直角に折り曲げられてＬ字状をした金属製のシールド接続プレート６２が取り付けられている。更に、電波暗箱本体５０の上蓋６０との合わせ部には、上蓋６０が閉じられた時に、金属製のシールド接続プレート６２の折り曲げ部に接触するシールドガスケット６４が、ガスケット受け６５に保持されて設けられている。よって、上蓋６０が閉じた状態では、フェライトタイル６に接触するシールド接続プレート６２がシールドガスケット６４に接触し、このシールドガスケット６４がガスケット受け６５を通じて電波暗箱本体５０側のフェライトタイル６に接続するので、上蓋６０と電波暗箱本体５０が電気的に導通し、シールド効果が保持される。
【００３７】
図１０(a) ，(b) は図６(a) に示したフィルタボックス８０の具体的な実施例を示すものである。フィルタボックス８０は、その取付フランジ８３によって電波暗箱本体５０に設けられた引出し孔５６に取り付けられるものであり、電波暗箱本体５０の内部側に第１の端子群８１があり、電波暗箱本体５０の外側に露出する部分に第２の端子群８２がある。第１の端子群８１には図７で説明したワイヤ・ハーネス４０Ａの一端に設けられたコネクタが接続されるコネクタ８４と、複数個の予備端子８９がある。また、第２の端子群８２には、コネクタ８４と複数個の予備端子８９にそれぞれフィルタボックス８０内で接続されるコネクタ８５と複数個の予備端子８８が設けられている。
【００３８】
フィルタボックス８０は、電波暗箱本体５０の内部のワイヤ・ハーネス４０Ａを、外部の測定装置へのワイヤ・ハーネス４０に接続するものであり、ワイヤ・ハーネス４０Ａによって送られるノイズ成分が重畳している信号を、ノイズ成分を除去してワイヤ・ハーネス４０に伝えるものである。図１１(a) は図１０のフィルタボックス８０の内部回路の一例を示すものであり、第１の端子群８１にあるコネクタ８４と第２の端子群８２にあるコネクタ８５の間のフィルタ回路を示している。コネクタ８４，８５のそれぞれの端子間には、２つの貫通型コンデンサ８６とインダクタ８７が直列接続されたフィルタ回路が接続されている。また、図１０の予備端子８８，８９の対応するものの間にも２つの貫通型コンデンサ８６とインダクタ８７が直列接続されたフィルタ回路、或いは、他のフィルタ回路がそれぞれ接続されている。
【００３９】
このように、ワイヤ・ハーネス４０Ａの電波暗箱５からの取り出し部に設けたフィルタボックス８０により、電波暗箱５から外部モニタヘのワイヤ・ハーネス４０にノイズが載らなくなり、外部モニタの誤動作が防止できる。また、以上のように構成された電波暗箱５では、形状を直方体としたので、コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、内部全体に貼付した電波吸収体の重量を含めて、電波暗箱５が微小な振動に耐えうる重量となっているので、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である。
【００４０】
図１２は、図６に示した電波暗箱本体５０の移動機構７０の別の実施例の載置台７３を示すものであり、(a) は電波暗箱本体５０を載置台７３に載置した状態の正面図、(b) は底面図、(c) は上蓋を開けた状態の側面図を示している。この実施例の載置台７３は、天板７３ａと底板７３ｂが所定長さの８本の支柱７３ｃで接続され、底板７３ｂの底面に６個のキャスタ７２が取り付けられて構成されている。天板７３ａと底板７３ｂの長さは電波暗箱本体５０の長さよりも長く形成されており、天板７３ａの上に電波暗箱本体５０を載置した時には、電波暗箱本体５０のフィルタボックス８０が取り付けられる側の載置台７３に、測定機器等の置き台７６が形成されるようになっている。
【００４１】
また、図１２(c) に示すように把手６１によって上蓋６０を開けた時に、上蓋６０の重量により装置全体が転倒しないように、ダンパ７で上蓋６０の開度を調整している。なお、載置台７３の高さは、この上に電波暗箱本体５０を載置した時に、作業者がプリント回路基板等の試験対象物の設置作業を行い易い高さとなっている。
【００４２】
図１３及び図１４は、図６に示した電波暗箱本体５０の移動機構７０の更に別の実施例の載置台７４を示すものであり、図１３(a) は電波暗箱本体５０を載置台７４に載置した状態の平面図、図１３(b) は正面図、図１４(a) は上蓋を開けた状態の側面図、図１４(b) は上蓋を閉じた状態の側面図を示している。この実施例の載置台７４は、天板７４ａと天板７４ａを支える所定長さの８本の支柱７４ｂ、隣接する支柱７４ｂの間を接続する２本の横木７４ｃ、及び、支柱７４ｂの底面にそれぞれ取り付けられた大型のキャスタ７５から構成されている。この実施例のキャスタ７５には、電波暗箱本体５０の荷重（約２００ｋｇ）に耐えうるように、直径が１０ｃｍ程度の大型のものが採用されている。この実施例でも天板７４ａの長さは電波暗箱本体５０の長さよりも長く形成されており、天板７４ａの上に電波暗箱本体５０を載置した時には、電波暗箱本体５０のフィルタボックス８０が取り付けられる側の載置台７４に、測定機器等の置き台７６が形成されるようになっている。
【００４３】
更に、この実施例では、図１３(a) に示すように、上蓋６０の試験対象物が設置される第１の部屋５１の上に、第１の部屋５１の内部を見通せる監視窓６６が設けられている。この監視窓６６には第１の部屋５１から放射される可能性のある１ＧＨｚ程度の周波数の電波を遮断する金網が、ガラスの中、或いはガラスに重ねて取り付けられている。このように、上蓋６０に監視窓６６を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができる。
【００４４】
また、載置台７４の高さは、この上に電波暗箱本体５０を載置した時に、作業者が、図１４(b) に示す上蓋６０が閉じられた状態から図１４(a) に示すような上蓋６０を開く作業、及び、プリント回路基板等の試験対象物の設置作業を行い易い高さとなっている。図１４(a) に示すように把手６１によって上蓋６０を開けた時に、上蓋６０の重量により装置全体が転倒しないように、ダンパ７で上蓋６０の開度を調整している点は図１２に示した実施例と同じである。
【００４５】
なお、図１２と図１３に示される実施例において、電波暗箱本体５０の第１の部屋５１の側面に、取出孔５９に並んで設けられているもう１つの取出孔５９Ａは、例えば、モニタ装置を伴った回路基板のイミュニティ測定を行う場合に、第１の部屋５１の中に収容する回路基板と、電波暗箱本体５０の外部に置くモニタ装置とを接続するワイヤ・ハーネスを挿通するためのものである。この取出孔５９Ａは、使用しない時は電波を漏洩しない蓋で封止されている。
【００４６】
また、上蓋６０の開閉機構に、上蓋６０が開いた状態を検出できるスイッチを設け、このスイッチにより上蓋６０が開けられた時には、インジェクション・プローブ３７への高周波ノイズの供給を停止させるようにして、上蓋６０が開いた時にその開口部から電波が外部に洩れないようにすることができる。
更に、以上説明した実施例では、電波暗箱本体５０自体のサイズとして、その長さを１６００ｍｍ、幅を６００ｍｍ、高さを４００ｍｍとしたが、電波暗箱本体５０のサイズはこのサイズに限定されるものではない。また、キャスタ７２を備えた載置台７３や、キャスタ７５を含む載置台７４を電波暗箱本体５０の下部に取り付けた場合は、電波暗箱本体５０の高さが１０００ｍｍ程度となり、作業者が作業をし易くなっている。
【００４７】
更にまた、以上説明した実施例においては、イミュニティ試験を前提として電波暗箱５の構成及び動作を説明したが、本発明の電波暗箱５は、イミュニティ試験に使用される用途だけに限られるものではなく、電子部品が自ら放出するノイズを測定するエミッション試験にも使用することができる。この場合は、信号ラインに高周波を印加する第１のプローブ３７や信号ラインの高周波を検出する第２のプローブ３６は不要である。
【００４８】
【発明の効果】
このように、本発明のノイズ可視化システムに使用する電波暗箱によれば、
（１）試験設備の小スペース化が図れ、従来のシールドルームのみでなく、場所を選ばずにイミュニティの測定が可能となる、
（２）コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である、
（３）ワイヤ・ハーネスの電波暗箱からの取り出し部に設けたフィルタにより、外部モニタの誤動作が防止できる、及び
（４）上蓋に監視窓を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術における試験方法の概略を示す図である。
【図２】別の従来技術における試験方法の概略を示す図である。
【図３】本発明者らが提案したノイズ可視化システムの概略を示す図である。
【図４】図３のノイズ可視化システムの一部を拡大した図である。
【図５】図４のアンテナから得られたノイズ可視化データの一例を示す図である。
【図６】 (a) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱を上蓋を閉じた状態で背面から見た斜視図、(b) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱を上蓋を開いた状態で正面から見た斜視図である。
【図７】 (a) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の本体内に試験設備を配置して測定設備に接続した状態の平面図、(b) は(a) のインジェクション・プローブの移動方法の一例を示す説明図である。
【図８】 (a) は図６の仕切壁に設けられた貫通孔の径を、この貫通孔を通るワイヤ・ハーネスの太さに合わせて可変する機構の一例を示す図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図９】図６の上蓋と本体との合わせ部の部分拡大断面図である。
【図１０】 (a) は図６のフィルタボックスの具体的な実施例を示す平面図、(b) は(a) の正面図である。
【図１１】 (a) は図１０のフィルタボックスの内部回路の一例を示す回路図、(b) は図１０の予備端子間に設けられたフィルタ回路の一例を示す回路図である。
【図１２】図６のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の移動機構の別の実施例を示すものであり、(a) はノイズ可視化システムにおける電波暗箱を移動機構に載置した状態の正面図、(b) は底面図、(c) は上蓋を開けた状態の側面図である。
【図１３】図６のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の移動機構の更に別の実施例を示すものであり、(a) はノイズ可視化システムにおける電波暗箱を移動機構に載置した状態の平面図、(b) は側面図である。
【図１４】 (a) は図１３に示した実施例のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の上蓋を開けた状態の側面図、(b) は上蓋を閉じた状態の側面図である。
【符号の説明】
５…本発明の電波暗箱
６…電波吸収体
７…ダンパ（開閉補助機構）
８…レール
９…移動台
９Ａ…レール
３０…可視化システム
３６…モニタ・プローブ
３７…インジェクション・プローブ
３８…プリント回路基板
４０…ワイヤ・ハーネス
４３…アンテナ
５０…電波暗箱の本体
５１…第１の部屋
５２…第２の部屋
５３…仕切壁
５５…摺動片
６０…上蓋
６１…把手
６３…仕切壁
６６…監視窓
７０…移動機構
７２，７５…キャスタ
７３，７４…載置台
８０…フィルタボックス
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や電子回路から放射されるノイズの可視化を行うノイズ可視化システムにおける電波暗箱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電子機器等の製品の内部にはプリント回路基板が配置されているが、製品の本体や製品内の他の基板等との容量結合、電磁結合又は外来電磁波等の外部からの妨害によって、プリント回路基板上の回路が誤動作する場合がある。 自動車のエンジン制御ユニットに用いられるようなプリント回路基板等において、このような回路の誤動作の発生は回避しなければならない。
【０００３】
したがって、重要な機能を担っているプリント回路基板等では、事前に外部からの妨害によって誤動作が発生しないように確認する必要があり、回路が誤動作する可能性が見出された場合には、この誤動作が発生しないように設計変更等を行う必要がある。プリント回路基板等がこのような外部からの妨害によって性能劣化することなく、これらに耐えることができる能力のことはイミュニティ、又はＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）と呼ばれ、最近このような耐性を測定するためのイミュニティ試験が行われるようになってきている。
【０００４】
ここで、イミュニティ試験の１つの方法であるＴＥＭセル法を図１を用いて説明する。
図１にはＴＥＭセル法による試験装置１０が図示されている。図１において、１２は金属製の筐体からなる固定シールド、１３は入力、１４は終端抵抗、１５はドア（ドアの図示は省略し、開口部のみが示されている）、１６はソケットパネル、１７は絶縁体、１８はプリント回路基板等の試験対象物、１９はソケットパネル１６と試験対象物１８を接続するワイヤ・ハーネスである。所定の入力装置（図示せず）から試験装置１０の入力１３に電力が供給されることによって、シールド１２内に所定の電界が生じるように構成されている。
【０００５】
試験対象物１８はドア１５を通して内部の絶縁体１７上に設置され、ドア１５を閉じてもワイヤ・ハーネス１９とソケットパネル１６を通じて外部の図示しない測定装置に接続されるように構成されている。ソケットパネル１６を経由して試験対象物１８へは、試験対象物１８を動作させるための電力が供給され、また試験対象物１８が通常動作する場合の入力信号を送ることができ、さらに試験対象物１８からの出力信号を検出できるように構成されている。
【０００６】
ＴＥＭセル法では、試験対象物１８をシールド１２内で動作させながら、シールド１２内に種々の電界を発生させ、この電界に試験対象物１８及びワイヤ・ハーネス１９が晒されるようにしている。そして、ＴＥＭセル法では、このような外部からの妨害が存在する状況で、試験対象物１８の動作状態を外部の測定装置により観察して、試験対象物１８の耐性を測定している。
【０００７】
しかしながら、ＴＥＭセル法では、試験対象物１８が誤動作をした場合に、設計者が誤動作内容を知る手段としては、外部の測定装置に入力される誤動作信号の情報しかなく、試験対象物１８のどの部分が原因で誤動作をしているのかを特定することが難しかった。
一方、イミュニティ試験の別の方法として、アンテナ照射法がある。図２を用いてアンテナ照射法について説明する。
【０００８】
図２に示すように、電波暗室２０内にはアンテナ２１と試験対象物２２が配置されている。２３は電波吸収材料からなる突起であり、電波暗室２０内の床を除いた全ての面に隙間無く配置されている。また、２４は試験対象物２２の設置台である。アンテナ２１は図示しない所定の設置台に固定されており、所定の入力装置（図示せず）によって電磁放射を行うように構成されている。また、試験対象物２２は電波暗室２０の外部にある測定装置（図示せず）とワイヤ・ハーネス２５で接続されており、このワイヤ・ハーネス２５を通じて、試験対象物２２を動作させるための電力の供給、試験対象物２２の通常動作用の入力信号の供給、及び、試験対象物２２からの出力信号の検出を行うことができる。
【０００９】
アンテナ照射法では、アンテナ２１から種々の電磁放射を行い、電磁放射に試験対象物２２及びワイヤ・ハーネス２５が晒される。そして、このような外部からの妨害が存在する状況で、試験対象物２２の動作状態を観察して、試験対象物２２の耐性を測定している。
ところが、このアンテナ照射法でも、汎用の電波暗室２０を用いて測定を行うことから、ＴＥＭセル法と同様に、試験対象物２２が誤動作をした場合に、試験対象物２２のどの部分が原因で誤動作をしているのかを特定することが難しかった。
【００１０】
そこで、本発明者らはこれらの従来技術における不具合を克服し、試験対象物のどの部分が外部からの妨害に対して弱いのかを容易に特定することができるイミュニティ試験を模擬したノイズ可視化システム及び方法を既に提案した。本発明者らが提案したノイズ可視化システムは、ＴＥＭセル法やアンテナ照射法のように試験対象物全体を所定の環境下に置かず、試験対象物に直接高周波ノイズを注入することにより、試験対象物の誤動作周波数を外部に設けた測定装置で確認しながら、注入されたノイズが試験対象物のどの部分から多く発生しているかをこの測定装置で可視化するシステムである。
【００１１】
図３は、このノイズ注入法によるイミュニティ試験を模擬したノイズの可視化システム３０である。３１は制御用パーソナルコンピュータ、３２は信号発生器、３３は信号増幅器、３４はスペクトラム・アナライザであり、信号発生器３２、信号増幅器３３及びスペクトラム・アナライザ３４は、バス３５を介して制御用パーソナルコンピュータ３１によって制御されている。
【００１２】
４１はノイズ可視化用パーソナルコンピュータ、４２はスペクトラム・アナライザ、４３は複数の微小アンテナ素子を備えたアンテナである。アンテナ４３はバス４５によってノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に接続されると共に、通信ケーブル４８によりスペクトラム・アナライザ４２と接続されている。アンテナ４３はバス４５を通じてアンテナの切換制御等が行われ、その出力は通信ケーブル４８によりスペクトラム・アナライザ４２に入力される。また、スペクトラム・アナライザ４２は、バス４４を介してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１によって制御される。
【００１３】
アンテナ４３の上には、ノイズ可視化測定の試験対象物であるプリント回路基板３８が置かれており、プリント回路基板３８のインタフェース３９には少なくとも特定の信号ラインと接続されたワイヤ・ハーネス４０が接続されている。
プリント回路基板３８とそのインタフェース３９を介して接続されたワイヤ・ハーネス４０には、モニタ・プローブ３６及びインジェクション・プローブ３７が接続されている。さらに、モニタ・プローブ３６とスペクトラム・アナライザ３４、及びインジェクション・プローブ３７と信号増幅器３３はそれぞれ通信線４６，４７で接続されている。
【００１４】
なお、制御用パーソナルコンピュータ３１、信号発生器３２、信号増幅器３３及びスペクトラム・アナライザ３４、またノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１及びスペクトラム・アナライザ４２から構成される測定設備Ｍと、プローブ３６，３７、プリント回路基板３８、ワイヤ・ハーネス４０及びアンテナ４３から構成される試験設備Ｔとは、測定の信頼性向上のために、互いに隔離された場所に配置する。そして、試験設備Ｔはインジェクション・ブローブ３７やプリント回路基板３８からの放射電波が他の測定設備に影響を与えないように、金属や金網で覆われたシールドルームや固定シールド箱の中に設置されている。
【００１５】
図４は、アンテナ４３上に設置されたプリント回路基板３８を上方から見た図であり、プリント回路基板３８はアンテナ４３のスキャンエリアＳ上に配置されている。スキャンエリアＳには、複数の微小アンテナ素子がマトリクス状に配置されて設けられており、それぞれがプリント回路基板３８から放射される高周波ノイズを検出できるように構成されている。バス４５と通信ケーブル４８はまとめて１本の線でアンテナ４３に接続されている。
【００１６】
ノイズの可視化システム３０では、まず、信号発生器３２によって発生された高周波信号（２０〜１０００ＭＨｚ）が信号増幅器３３によって増幅され、インジェクション・プローブ３７に印加され、電磁誘導により、印加された高周波信号に応じた高周波ノイズがハーネス４０に重畳される。重畳された高周波ノイズは、ワイヤ・ハーネス４０、及びインタフェース３９を介してプリント回路基板３８内に注入される。ワイヤ・ハーネス４０に重畳された高周波ノイズはモニタ・プローブ３６によって検出され、スペクトラム・アナライザ３４を介して制御用パーソナルコンピュータ３１で確認される。
【００１７】
プリント回路基板３８内に高周波ノイズが注入されると、所定の回路パターン、電子部品等を介して高周波ノイズが外部へ放射され、この外部へ放射された高周波ノイズが、アンテナ４３の微小アンテナ素子によって検出される。検出された高周波ノイズは、検出信号としてスペクトラム・アナライザ４２及びバス４４を介してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１へ送られる。ノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１では、受取った検出信号に所定の処理を施すことによって、そのモニタ（図示せず）上、又はこれに接続されたプリンタによる印刷によって、プリトント基板３８からのノイズ（外来電磁波の汚染経路）が可視化される。
【００１８】
この場合、１回のノイズ可視化測定では１つの高周波ノイズしか注入することができないので、ノイズ可視化測定は複数種類の高周波ノイズを注入するようにして行われる。
図５は、可視化用アンテナ４３からの検出信号のうちプリント回路基板３８の近傍のものを、ノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１が画像処理してモニタ上に得られた可視化サンプルである。図５では、可視化用アンテナ４３の微小アンテナ素子の位置に対応つけて、検出した高周波ノイズの強度を３段階で表している。図３のノイズ可視化システム３０では、このようなノイズ可視化測定を行うことができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが提案したノイズ可視化システム及び方法では、前述のように、測定設備Ｍと試験設備Ｔとを互いに隔離しなければならず、試験設備Ｔは外部への電波漏洩を防止する目的で金属や金網で覆われたシールドルームや大型の固定シールド箱の中に設置しなければならず、試験場所が限られてその自由度がないという問題点があった。
【００２０】
そこで、本発明は本発明者らが提案したノイズ可視化システム及び方法における電波漏洩の防止が不可欠な試験設備を小型化し、移動可能とすることで、被測定対象物の試験場所の自由度を向上させることができるノイズ可視化システムにおける電波暗箱を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱は、試験対象物の近傍に配置したアンテナによってこの対象物から発生するノイズを検出し、制御装置によりノイズ分布を可視化するシステムに使用する電波暗箱であって、試験対象物とアンテナとを収容する第１の部屋と、試験対象物に接続される信号ラインを収容する第２の部屋、及び第１と第２の部屋の間の電波の往来を遮断する仕切壁とを備えた電波暗箱の本体、及び本体の上部に設けられ、第１と第２の部屋の上部からの電波の洩れを防止する上蓋とを備えることを基本構成としている。
【００２２】
そして、本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱はこの基本構成に対して、以下のような応用形態をとることができる。
（１） 第２の部屋内に、信号ラインに高周波信号を印加するための第１のプローブと、信号ラインの高周波信号を検出するための第２のプローブとを収容した形態。
（２） 電波暗箱の内面及び仕切壁の両面に、電波吸収体を貼付した形態。
（３） 仕切壁に、信号ラインを通過させるための貫通孔を設け、この貫通孔は仕切壁内を摺動する摺動片を移動させることにより、孔径が変更できるように構成した形態。
（４） 第２のプローブが第２の部屋内で、信号入力ラインに沿って移動できるように構成した形態。
（５） 信号ラインの電波暗箱からの引出し部にフィルタボックスを設け、このフィルタボックスには、電波暗箱の内側に位置して各ラインに接続する第１の端子郡と、電波暗箱の外側に位置して外部モニタに接続する第２の端子郡と、対応する第１の端子郡と第２の端子郡の各端子の間にそれぞれ位置させたフィルタ回路とを設けた形態。
（６） フィルタボックスの第１の端子郡の設置面と第２の端子郡の設置面に、それぞれ複数個の予備端子を設けた形態。
（７） 上蓋を電波暗箱の長手方向に取り付けた蝶番によって電波暗箱を開閉するように構成すると共に、上蓋の短手方向の両側に、上蓋の開閉力を緩和する開閉補助機構を取り付けた形態。
（８） 上蓋の第１の部屋に対応する上面に、特定の周波数の電波を遮断し、かつ、第１の部屋の内部を見通せる監視窓を設けた形態。
（９） 電波暗箱の下部に、この電波暗箱を用いた測定に使用する測定器の置き台を設けると共に、電波暗箱の高さを測定作業者の作業がし易い位置まで嵩上げする載置台を設けた形態。
（１０） 電波暗箱の下部または載置台の下部に、この電波暗箱を移動可能にする移動機構を設けた形態。
（１１） 移動機構を複数個のキャスタとした形態。
【００２３】
本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱によれば、試験設備の小スペース化が図れ、従来のシールドルームのみでなく、場所を選ばずにイミュニティやエミッション等の測定が可能となる。また、コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である。更に、ワイヤ・ハーネスの電波暗箱からの取り出し部に設けたフィルタにより、外部モニタの誤動作が防止できる。更に、上蓋に観測窓を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができる。更にまた、電波暗箱の下部に載置台を追加することにより電波暗箱を作業者の測定作業がし易い位置に嵩上げすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図３の可視化システム３０の構成部品で本発明の電波暗箱に内蔵されたり、接続されたりする部材には、同じ符号を付して説明する。
【００２５】
図６は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱５の一実施例の全体構成を示すものであり、(a) は上蓋６０を閉じた状態で電波暗箱５を背面側から見たものであり、(b) は上蓋６０を開いた状態で電波暗箱５を正面側から見たものである。この実施例の電波暗箱５は、電波暗箱本体５０と、この電波暗箱本体５０の上部を開閉する上蓋６０、及び上蓋６０を伴った電波暗箱本体５０の移動機構７０とから構成される。
【００２６】
まず、電波暗箱本体５０の構成について説明する。電波暗箱本体５０は、図３で説明した試験対象物３８とアンテナ４３とを収容する第１の部屋５１と、第１のプローブであるインジェクション・プローブ３７と第２のプローブであるモニタ・プローブ３６とを収容する第２の部屋５２、及び第１と第２の部屋５１，５２を区画する仕切壁５３を備えている。この実施例では第１の部屋５１の長さよりも第２の部屋５２の長さの方が長く形成されている。仕切壁５３には後述するワイヤ・ハーネスを挿通するための貫通孔５４がある。また、第２の部屋５２の仕切壁５３に対向する壁にはワイヤ・ハーネスを外部に引き出すための引出し孔５６がある。更に、電波暗箱本体５０には、第２の部屋５２の側面に前述のプローブが接続するコネクタ５８があり、第１の部屋５１の側面にワイヤ・ハーネスを引き出すための取り出し孔５９がある。
【００２７】
電波暗箱本体５０の上部に設けられて第１の部屋５１と第２の部屋５２の上部を開閉する上蓋６０は、電波暗箱本体５０の長手方向の一辺に図示しない蝶番を介して取り付けられている。上蓋６０は平板状ではなく凹部を備えているので、閉じた時に本体側の仕切壁５３に密着して第１の部屋５１と第２の部屋５２の間の電波の漏洩を防止するための仕切壁６３が設けられている。また、上蓋６０の正面側には上蓋６０の開閉を容易に行わせるための把手６１が設けられている。上蓋６０はかなりの重量があるので、複数の人で上蓋６０が開閉できるように、把手６１は上蓋６０の長手方向に長く形成されている。また、上蓋６０の開閉を少ない力で行うことができるように、電波暗箱本体５０と上蓋６０の両側には開閉補助装置として油圧式のダンパ７が取り付けられている。このダンパ７は、電波暗箱本体５０の側面に取り付けられたブラケット５７と上蓋６０の側面に取り付けられたブラケット６７の間に掛け渡されている。このダンパ７により、上蓋６０が急に閉じず、また、上蓋６０がロック状態かアンロック状態かを外部から確認することができる。
【００２８】
そして、電波暗箱本体５０と上蓋の内側、及び、仕切壁５３，６３の両面には、外部への電波の漏洩を防止するために、全面に渡って電波吸収体６が貼付されている。この電波吸収体６は、この実施例では、板厚が６ｍｍ程度のフェライトタイルが使用されている。
一方、電波暗箱５の下部には、この電波暗箱５を移動可能にする移動機構７０が設けられている。この実施例の移動機構７０は、電波暗箱本体５０の底面に取り付けられた台枠７１と、この台枠７１に取り付けられた６個のキャスタ７２とから構成される。キャスタ７２は３６０度回転できる双輪タイプのものであり、ストッパ機構が付いているものである。なお、キャスタ７２の個数は６個に限定されるものではない。
【００２９】
更に、電波暗箱本体５０のワイヤ・ハーネスの引出孔５６には、ワイヤ・ハーネスに重畳されたノイズで外部の測定機器が誤動作しないように、フィルタボックス８０がその取付フランジ８３を介して取り付けられる。フィルタボックス８０にはその端子部８２に複数個の端子があるが、フィルタボックス８０の内部構成については後述する。
【００３０】
図７(a) は図６(b) に示した電波暗箱本体５０内に、図３で説明した試験設備Ｔを配置して測定設備Ｍに接続した状態を示すものである。第１の部屋５１には、ノイズ可視用アンテナ４３が設置されており、このアンテナ４３の上に微小アンテナ素子によるスキャンエリアＳが形成されている。そして、このスキャンエリアＳの上に試験対象物であるプリント回路基板３８が載置されている。プリント回路基板３８の上の回路はインタフェース３９を介してワイヤ・ハーネス４０Ａに接続され、このワイヤ・ハーネス４０Ａは仕切壁５３の貫通孔５４を通って第２の部屋５２内に導かれる。このワイヤ・ハーネス４０Ａの他端は電波暗箱本体５０の端部に取り付けられたフィルタボックス８０に接続しており、このフィルタボックス８０を経由して外部のワイヤ・ハーネス４０に接続されている。
【００３１】
第２の部屋５２内のワイヤ・ハーネス４０Ａに重畳された高周波ノイズを検出するモニタ・プローブ３６は仕切壁５３の近傍に固定されており、その検出出力は第２の部屋５２内にある通信線４６Ａ、コネクタ５８、及び電波暗箱本体５０の外部でこのコネクタ５８に接続する通信線４６を通じてスペクトラム・アナライザ３４に入力される。一方、第２の部屋５２内のワイヤ・ハーネス４０Ａに高周波ノイズを注入するインジェクション・プローブ３７は、第２の部屋５２内を、ワイヤ・ハーネス４０Ａに沿って移動できるようになっている。
【００３２】
図７(b) はこのインジェクション・プローブ３７の移動方法の一例を示すものである。この例では、インジェクション・プローブ３７は車輪９Ａの付いた移動台９の上に固定されており、移動台９は第２の部屋５２の底面に敷設したレール８の上を移動できるようになっている。移動台９の移動の際は、インジェクション・プローブ３７とワイヤ・ハーネス４０Ａとの係合は解除される。インジェクション・プローブ３７には、信号増幅器３３からの高周波ノイズが、通信線４７、コネクタ５８、及び、第２の部屋５２内にある通信線４７Ａを通じて供給され、この高周波ノイズがインジェクション・プローブ３７からワイヤ・ハーネス４０Ａに注入される。
【００３３】
このように、インジェクション・プローブ３７の位置を第２の部屋５２内で変更するのは、ワイヤ・ハーネス４０Ａに注入する高周波ノイズの周波数によってモニタ・プローブ３６で検出される周波数別のノイズレベルが異なるためであり、インジェクション・プローブ３７の位置を変更することによって、第１の部屋５１内にあるプリント回路基板３８に注入するノイズレベルを補正するためである。このために、第２の部屋５２の全長の方が、第１の部屋５１の全長よりも長くなっている。
【００３４】
第１の部屋５１内のアンテナ４３で検出された出力は、取り出し孔５９を貫通するワイヤ・ハーネス４９を通じて電波暗箱本体５０の外部に引き出され、バス４５を通じてノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に入力されると共に、通信ケーブル４８、スペクトラム・アナライザ４２、及びバス４４を経由してノイズ可視化用パーソナルコンピュータ４１に入力される。電波暗箱本体５０の外部にある測定設備の構成及び動作は図３で説明したものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３５】
ところで、図６(b) で説明した仕切壁５３に設けられた貫通孔５４は、この実施例では、貫通孔５４を挿通するワイヤ・ハーネス４０Ａの太さに応じてその大きさを可変することができるようになっている。これは貫通孔５４の空隙部分をできるだけ小さくして第１の部屋５１と第２の部屋５２との間の電波の漏洩を防止するためである。貫通孔５４の大きさを可変する機構の一例が図８(a) に示される。図８(a) に示すように、この実施例では貫通孔５４の上方に貫通孔５４の方向に摺動できる摺動片５５が第２の部屋５２側に設けられている。この摺動片５５には、貫通孔５３側に湾曲した凹部５５Ａが設けられており、その反対側には引掛孔５５Ｂが設けられており、引掛孔５５Ｂを介して手動で摺動片５５を矢印で示す上下方向に摺動させることができるようになっている。よって、貫通孔５４を挿通させたワイヤ・ハーネス４０Ａが細い場合には、摺動片５５を下降させることにより、貫通孔５５の大きさを小さくすることができる。即ち、貫通孔５５の大きさは、貫通孔５５を通るワイヤ・ハーネス４０Ａの太さに合わせて可変することができる。なお、図８(b) は(a) のＸ−Ｘ線における断面を示している。この断面から分かるように、仕切壁５３はアルミ板５３Ａの両側に電波吸収体６を張り付けて構成されている。
【００３６】
図９は図６で説明した上蓋６０と電波暗箱本体５０との合わせ部を部分的に拡大して示すものである。上蓋６０の内側と電波暗箱本体５０の内側にはフェライトタイル６が電波吸収体として隙間なく貼り付けられている。そして、上蓋６０の電波暗箱本体５０との合わせ部には、内側にほぼ直角に折り曲げられてＬ字状をした金属製のシールド接続プレート６２が取り付けられている。更に、電波暗箱本体５０の上蓋６０との合わせ部には、上蓋６０が閉じられた時に、金属製のシールド接続プレート６２の折り曲げ部に接触するシールドガスケット６４が、ガスケット受け６５に保持されて設けられている。よって、上蓋６０が閉じた状態では、フェライトタイル６に接触するシールド接続プレート６２がシールドガスケット６４に接触し、このシールドガスケット６４がガスケット受け６５を通じて電波暗箱本体５０側のフェライトタイル６に接続するので、上蓋６０と電波暗箱本体５０が電気的に導通し、シールド効果が保持される。
【００３７】
図１０(a) ，(b) は図６(a) に示したフィルタボックス８０の具体的な実施例を示すものである。フィルタボックス８０は、その取付フランジ８３によって電波暗箱本体５０に設けられた引出し孔５６に取り付けられるものであり、電波暗箱本体５０の内部側に第１の端子群８１があり、電波暗箱本体５０の外側に露出する部分に第２の端子群８２がある。第１の端子群８１には図７で説明したワイヤ・ハーネス４０Ａの一端に設けられたコネクタが接続されるコネクタ８４と、複数個の予備端子８９がある。また、第２の端子群８２には、コネクタ８４と複数個の予備端子８９にそれぞれフィルタボックス８０内で接続されるコネクタ８５と複数個の予備端子８８が設けられている。
【００３８】
フィルタボックス８０は、電波暗箱本体５０の内部のワイヤ・ハーネス４０Ａを、外部の測定装置へのワイヤ・ハーネス４０に接続するものであり、ワイヤ・ハーネス４０Ａによって送られるノイズ成分が重畳している信号を、ノイズ成分を除去してワイヤ・ハーネス４０に伝えるものである。図１１(a) は図１０のフィルタボックス８０の内部回路の一例を示すものであり、第１の端子群８１にあるコネクタ８４と第２の端子群８２にあるコネクタ８５の間のフィルタ回路を示している。コネクタ８４，８５のそれぞれの端子間には、２つの貫通型コンデンサ８６とインダクタ８７が直列接続されたフィルタ回路が接続されている。また、図１０の予備端子８８，８９の対応するものの間にも２つの貫通型コンデンサ８６とインダクタ８７が直列接続されたフィルタ回路、或いは、他のフィルタ回路がそれぞれ接続されている。
【００３９】
このように、ワイヤ・ハーネス４０Ａの電波暗箱５からの取り出し部に設けたフィルタボックス８０により、電波暗箱５から外部モニタヘのワイヤ・ハーネス４０にノイズが載らなくなり、外部モニタの誤動作が防止できる。また、以上のように構成された電波暗箱５では、形状を直方体としたので、コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、内部全体に貼付した電波吸収体の重量を含めて、電波暗箱５が微小な振動に耐えうる重量となっているので、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である。
【００４０】
図１２は、図６に示した電波暗箱本体５０の移動機構７０の別の実施例の載置台７３を示すものであり、(a) は電波暗箱本体５０を載置台７３に載置した状態の正面図、(b) は底面図、(c) は上蓋を開けた状態の側面図を示している。この実施例の載置台７３は、天板７３ａと底板７３ｂが所定長さの８本の支柱７３ｃで接続され、底板７３ｂの底面に６個のキャスタ７２が取り付けられて構成されている。天板７３ａと底板７３ｂの長さは電波暗箱本体５０の長さよりも長く形成されており、天板７３ａの上に電波暗箱本体５０を載置した時には、電波暗箱本体５０のフィルタボックス８０が取り付けられる側の載置台７３に、測定機器等の置き台７６が形成されるようになっている。
【００４１】
また、図１２(c) に示すように把手６１によって上蓋６０を開けた時に、上蓋６０の重量により装置全体が転倒しないように、ダンパ７で上蓋６０の開度を調整している。なお、載置台７３の高さは、この上に電波暗箱本体５０を載置した時に、作業者がプリント回路基板等の試験対象物の設置作業を行い易い高さとなっている。
【００４２】
図１３及び図１４は、図６に示した電波暗箱本体５０の移動機構７０の更に別の実施例の載置台７４を示すものであり、図１３(a) は電波暗箱本体５０を載置台７４に載置した状態の平面図、図１３(b) は正面図、図１４(a) は上蓋を開けた状態の側面図、図１４(b) は上蓋を閉じた状態の側面図を示している。この実施例の載置台７４は、天板７４ａと天板７４ａを支える所定長さの８本の支柱７４ｂ、隣接する支柱７４ｂの間を接続する２本の横木７４ｃ、及び、支柱７４ｂの底面にそれぞれ取り付けられた大型のキャスタ７５から構成されている。この実施例のキャスタ７５には、電波暗箱本体５０の荷重（約２００ｋｇ）に耐えうるように、直径が１０ｃｍ程度の大型のものが採用されている。この実施例でも天板７４ａの長さは電波暗箱本体５０の長さよりも長く形成されており、天板７４ａの上に電波暗箱本体５０を載置した時には、電波暗箱本体５０のフィルタボックス８０が取り付けられる側の載置台７４に、測定機器等の置き台７６が形成されるようになっている。
【００４３】
更に、この実施例では、図１３(a) に示すように、上蓋６０の試験対象物が設置される第１の部屋５１の上に、第１の部屋５１の内部を見通せる監視窓６６が設けられている。この監視窓６６には第１の部屋５１から放射される可能性のある１ＧＨｚ程度の周波数の電波を遮断する金網が、ガラスの中、或いはガラスに重ねて取り付けられている。このように、上蓋６０に監視窓６６を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができる。
【００４４】
また、載置台７４の高さは、この上に電波暗箱本体５０を載置した時に、作業者が、図１４(b) に示す上蓋６０が閉じられた状態から図１４(a) に示すような上蓋６０を開く作業、及び、プリント回路基板等の試験対象物の設置作業を行い易い高さとなっている。図１４(a) に示すように把手６１によって上蓋６０を開けた時に、上蓋６０の重量により装置全体が転倒しないように、ダンパ７で上蓋６０の開度を調整している点は図１２に示した実施例と同じである。
【００４５】
なお、図１２と図１３に示される実施例において、電波暗箱本体５０の第１の部屋５１の側面に、取出孔５９に並んで設けられているもう１つの取出孔５９Ａは、例えば、モニタ装置を伴った回路基板のイミュニティ測定を行う場合に、第１の部屋５１の中に収容する回路基板と、電波暗箱本体５０の外部に置くモニタ装置とを接続するワイヤ・ハーネスを挿通するためのものである。この取出孔５９Ａは、使用しない時は電波を漏洩しない蓋で封止されている。
【００４６】
また、上蓋６０の開閉機構に、上蓋６０が開いた状態を検出できるスイッチを設け、このスイッチにより上蓋６０が開けられた時には、インジェクション・プローブ３７への高周波ノイズの供給を停止させるようにして、上蓋６０が開いた時にその開口部から電波が外部に洩れないようにすることができる。
更に、以上説明した実施例では、電波暗箱本体５０自体のサイズとして、その長さを１６００ｍｍ、幅を６００ｍｍ、高さを４００ｍｍとしたが、電波暗箱本体５０のサイズはこのサイズに限定されるものではない。また、キャスタ７２を備えた載置台７３や、キャスタ７５を含む載置台７４を電波暗箱本体５０の下部に取り付けた場合は、電波暗箱本体５０の高さが１０００ｍｍ程度となり、作業者が作業をし易くなっている。
【００４７】
更にまた、以上説明した実施例においては、イミュニティ試験を前提として電波暗箱５の構成及び動作を説明したが、本発明の電波暗箱５は、イミュニティ試験に使用される用途だけに限られるものではなく、電子部品が自ら放出するノイズを測定するエミッション試験にも使用することができる。この場合は、信号ラインに高周波を印加する第１のプローブ３７や信号ラインの高周波を検出する第２のプローブ３６は不要である。
【００４８】
【発明の効果】
このように、本発明のノイズ可視化システムに使用する電波暗箱によれば、
（１）試験設備の小スペース化が図れ、従来のシールドルームのみでなく、場所を選ばずにイミュニティの測定が可能となる、
（２）コスト的にも安価にノイズ可視化システムを構築することができると共に、高周波ノイズの注入部位、ワイヤ・ハーネス、暗箱形状による固有振動数等で発生する定在波の影響を極力抑えた測定が可能である、
（３）ワイヤ・ハーネスの電波暗箱からの取り出し部に設けたフィルタにより、外部モニタの誤動作が防止できる、及び
（４）上蓋に監視窓を形成しておけば、試験対象物に設けられたディスプレイ装置の誤動作を外部から容易に監視することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術における試験方法の概略を示す図である。
【図２】別の従来技術における試験方法の概略を示す図である。
【図３】本発明者らが提案したノイズ可視化システムの概略を示す図である。
【図４】図３のノイズ可視化システムの一部を拡大した図である。
【図５】図４のアンテナから得られたノイズ可視化データの一例を示す図である。
【図６】 (a) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱を上蓋を閉じた状態で背面から見た斜視図、(b) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱を上蓋を開いた状態で正面から見た斜視図である。
【図７】 (a) は本発明のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の本体内に試験設備を配置して測定設備に接続した状態の平面図、(b) は(a) のインジェクション・プローブの移動方法の一例を示す説明図である。
【図８】 (a) は図６の仕切壁に設けられた貫通孔の径を、この貫通孔を通るワイヤ・ハーネスの太さに合わせて可変する機構の一例を示す図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図９】図６の上蓋と本体との合わせ部の部分拡大断面図である。
【図１０】 (a) は図６のフィルタボックスの具体的な実施例を示す平面図、(b) は(a) の正面図である。
【図１１】 (a) は図１０のフィルタボックスの内部回路の一例を示す回路図、(b) は図１０の予備端子間に設けられたフィルタ回路の一例を示す回路図である。
【図１２】図６のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の移動機構の別の実施例を示すものであり、(a) はノイズ可視化システムにおける電波暗箱を移動機構に載置した状態の正面図、(b) は底面図、(c) は上蓋を開けた状態の側面図である。
【図１３】図６のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の移動機構の更に別の実施例を示すものであり、(a) はノイズ可視化システムにおける電波暗箱を移動機構に載置した状態の平面図、(b) は側面図である。
【図１４】 (a) は図１３に示した実施例のノイズ可視化システムにおける電波暗箱の上蓋を開けた状態の側面図、(b) は上蓋を閉じた状態の側面図である。
【符号の説明】
５…本発明の電波暗箱
６…電波吸収体
７…ダンパ（開閉補助機構）
８…レール
９…移動台
９Ａ…レール
３０…可視化システム
３６…モニタ・プローブ
３７…インジェクション・プローブ
３８…プリント回路基板
４０…ワイヤ・ハーネス
４３…アンテナ
５０…電波暗箱の本体
５１…第１の部屋
５２…第２の部屋
５３…仕切壁
５５…摺動片
６０…上蓋
６１…把手
６３…仕切壁
６６…監視窓
７０…移動機構
７２，７５…キャスタ
７３，７４…載置台
８０…フィルタボックス
Claims (12)
- 試験対象物の近傍に配置したアンテナによってこの対象物から発生するノイズを検出し、制御装置によりノイズ分布を可視化するシステムに使用する電波暗箱であって、
前記試験対象物と前記アンテナとを収容する第１の部屋と、前記試験対象物に接続される信号ラインを収容する第２の部屋、及び前記第１と第２の部屋の間の電波の往来を遮断する仕切壁とを備えた電波暗箱の本体、及び
前記本体の上部に設けられ、前記第１と第２の部屋の上部からの電波の洩れを防止する上蓋とを備えることを特徴とするノイズ可視化システムにおける電波暗箱。 - 前記第２の部屋内には、前記信号ラインに高周波信号を印加するための第１のプローブと、前記信号ラインの高周波信号を検出するための第２のプローブとを収容したことを特徴とする請求項１に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記電波暗箱の内面及び前記仕切壁の両面には、電波吸収体を貼付したことを特徴とする請求項１に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記仕切壁には、前記信号ラインを通過させるための貫通孔を設け、この貫通孔は前記仕切壁内を摺動する摺動片を移動させることにより、孔径が変更できるように構成したことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記第２のプローブは前記第２の部屋内で、前記信号入力ラインに沿って移動できるように構成したことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記信号ラインの前記電波暗箱からの引出し部にフィルタボックスを設け、このフィルタボックスには、前記電波暗箱の内側に位置して前記各ラインに接続する第１の端子郡と、前記電波暗箱の外側に位置して外部モニタに接続する第２の端子郡と、対応する前記第１の端子郡と第２の端子郡の各端子の間にそれぞれ位置させたフィルタ回路とを設けたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記フィルタボックスの前記第１の端子郡の設置面と第２の端子郡の設置面にはそれぞれ複数個の予備端子を設けたことを特徴とする請求項６に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記上蓋は前記電波暗箱の長手方向に取り付けた蝶番によって前記電波暗箱を開閉するように構成すると共に、前記上蓋の短手方向の両側には、上蓋の開閉力を緩和する開閉補助機構を取り付けたことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記上蓋の前記第１の部屋に対応する上面に、特定の周波数の電波を遮断し、かつ、前記第１の部屋の内部を見通せる監視窓を設けたことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記電波暗箱の下部に、この電波暗箱を用いた測定に使用する測定器の置き台を設けると共に、電波暗箱の高さを測定作業者の作業がし易い位置まで嵩上げする載置台を設けたことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記電波暗箱の下部または前記載置台の下部に、この電波暗箱を移動可能にする移動機構を設けたことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
- 前記移動機構を複数個のキャスタとしたことを特徴とする請求項１０に記載のノイズ可視化システムにおける電波暗箱。
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