JP4786939B2 - 妨害排除能力試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、妨害波による電子機器の耐性を測定する妨害排除能力試験を行うのに用いられる妨害排除能力試験装置に関する。

従来より、電子機器の電磁環境適合性（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を評価するＥＭＣ試験の一つとして、妨害波による電子機器の耐性を測定する妨害排除能力試験（所謂イミュニティ試験）が知られている。

このイミュニティ試験は、試験対象となる電子機器（以下、供試機器ともいう）に妨害波を照射した際に、供試機器が正常に動作するか否かを判定するための試験であり、試験の際に供試機器に照射する妨害波の周波数や強度は、国際電気標準会議（ＩＥＣ）等の国際規格若しくは各種団体の規格で規定されている。

このため、こうしたイミュニティ試験を行うための装置（妨害排除能力試験装置）は、通常、所望の指向特性が得られるホーンアンテナと、そのホーンアンテナに送信信号を入力して妨害波としての試験用電波を放射させる発振器とを備え、試験前には、この発振器からホーンアンテナに入力される送信信号の信号レベルを増幅器や減衰器等を介して調整することにより、供試機器に対して特定強度（例えば、６００Ｖ／ｍ）の試験用電波を照射できるように校正される（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００３−１２１４８５号

しかしながら、こうした従来の妨害排除能力試験装置では、供試機器が所定のイミュニティ試験に合格しているか否かを判定することはできるもののの、供試機器が妨害波に対してどの程度の耐性を有するのか、といった評価を行うことはできず、こうした評価のためには、作業員自らが、供試機器の動作状態を確認しつつ、ホーンアンテナへの送信信号の入力レベルを手動で切り換え、供試機器に異常が生じたときにホーンアンテナから供試機器に照射されている試験用電波の電界強度を測定する必要があった。

従って、従来、供試機器の妨害波に対する耐性を評価するには手間と時間がかかり、例えば、妨害波に対して充分な耐性を有する電子機器を提供するには、設計時間が増加し、これに伴い機器のコストアップを招く、という問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、妨害波に対する電子機器の耐性を測定するための妨害排除能力試験装置において、電子機器が妨害波に対してどの程度の耐性を有するのかを評価し得る試験結果が得られるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、試験対象物である電子機器に試験用電波を照射することにより、該電子機器の妨害排除能力を測定するための妨害排除能力試験装置であって、
前記電子機器に向けて前記試験用電波を放射するためのアンテナと、
該アンテナから前記試験用電波を放射させるための送信信号を発生する信号発生手段と、
該信号発生手段から前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを調整するためのレベル調整手段と、
前記電子機器の動作を監視しつつ、前記レベル調整手段を介して前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させることで、前記電子機器が前記試験用電波によって正常動作から異常動作又は異常動作から正常動作に変化する境界点での前記送信信号の信号レベルを検出する境界点検出手段と、
前記信号発生手段から前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルと該送信信号の入力により前記アンテナから放射される試験用電波の前記電子機器設置場所での電界強度との対応関係を表すデータを換算データとして備え、該換算データを用いて、前記境界点検出手段にて検出された前記境界点での前記送信信号の信号レベルから、前記境界点で前記電子機器に照射された試験用電波の電界強度を演算し、該演算結果を記憶手段に格納する試験結果格納手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の妨害排除能力試験装置において、
前記信号発生手段は、前記送信信号の発生周波数を外部から設定可能に構成され、
更に、前記境界点検出手段による前記境界点での送信信号の信号レベルの検出動作及び前記試験結果格納手段による前記試験用電波の電界強度の演算動作を含む一連の試験動作を実行させる際の第１の試験条件として、前記信号発生手段が発生する送信信号の周波数を、予め登録された複数の周波数の一つに設定し、該設定した第１の試験条件下で前記一連の試験動作が完了すると、前記信号発生手段が発生する送信信号の周波数を前記複数の周波数の他の一つに変更することで、前記一連の試験動作を、前記複数の周波数に対してそれぞれ実行させる第１の試験条件変更手段、を備え、
前記試験結果格納手段は、前記換算データとして、前記第１の試験条件変更手段が前記第１の試験条件として設定する前記送信信号の周波数に対応した複数の換算データを備え、前記境界点で前記電子機器に照射された試験用電波の電界強度の演算には、前記第１の試験条件変更手段にて前記第１の試験条件として設定された送信信号の周波数に対応する換算データを用い、しかも、該電界強度の演算結果を、前記第１の試験条件変更手段にて前記第１の試験条件として設定された送信信号の周波数と共に前記記憶手段に格納する、
ことを特徴とする。

また次に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の妨害排除能力試験装置において、
前記アンテナから放射される試験用電波の偏波面の角度を、少なくとも水平から垂直の間で変化させる偏波面調整手段と、
前記境界点検出手段による前記境界点での送信信号の信号レベルの検出動作及び前記試験結果格納手段による前記試験用電波の電界強度の演算動作を含む一連の試験動作を実行させる際の第２の試験条件として、前記アンテナが放射する試験用電波の偏波面を、前記偏波面調整手段を介して、予め登録された複数の偏波角度の一つに設定し、該設定した第２の試験条件下で前記一連の試験動作が完了すると、前記偏波面調整手段を介して、前記アンテナが放射する試験用電波の偏波面を前記複数の偏波角度の他の一つに変更することで、前記一連の試験動作を、前記複数の偏波角度に対してそれぞれ実行させる第２の試験条件変更手段と、
を備え、
前記試験結果格納手段は、前記電界強度の演算結果を、前記第２の試験条件変更手段にて第２の試験条件として設定された前記試験用電波の偏波面の偏波角度と共に前記記憶手段に格納することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の妨害排除能力試験装置において、前記試験条件を外部から登録するための試験条件入力手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の妨害排除能力試験装置において、前記試験結果格納手段により前記記憶手段に格納された試験結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

また次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の妨害排除能力試験装置において、
前記電子機器の妨害排除能力を測定する前に、前記試験結果格納手段が試験用電波の電界強度を演算するのに用いる換算データを生成するための手段として、
妨害排除能力の測定時に測定対象となる電子機器が設置される設置場所に配置され、前記アンテナから放射された試験用電波の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
前記レベル調整手段を介して前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させつつ、前記電界強度測定手段を介して得られる試験用電波の電界強度を読み込むことで、前記アンテナに入力される信号レベルと前記電子機器の設置場所での試験用電波の電界強度との対応関係を表すデータを生成し、該データを前記換算データとして設定する換算データ生成手段と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の妨害排除能力試験装置においては、境界点検出手段が、電子機器の動作を監視しつつ、レベル調整手段を介してアンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させることで、電子機器が試験用電波によって正常動作から異常動作又は異常動作から正常動作に変化する境界点での送信信号の信号レベルを検出する。
すると、試験結果格納手段が、その境界点検出手段にて検出された境界点での送信信号の信号レベルに基づき、換算データを用いて、電子機器の正常動作と異常動作との境界点での試験用電波の電界強度を演算し、その演算結果を記憶手段に格納する。

また、試験結果格納手段が境界点での送信信号の信号レベルから試験用電波の電界強度を演算するのに用いる換算データは、信号発生手段からアンテナに入力される送信信号の信号レベルと、その送信信号の入力によりアンテナから放射される試験用電波の電子機器設置場所での電界強度との対応関係を表すデータである。
このため、請求項１に記載の妨害排除能力試験装置によれば、試験結果として、試験対象物である電子機器が異常動作し始めるときに電子機器に照射されている試験用電波の電界強度が得られ、その電界強度が記憶手段に自動で記憶されることになる。

よって、本発明の妨害排除能力試験装置を用いれば、使用者は、記憶手段に記憶された試験結果から、電子機器が妨害波に対しどの程度の耐性を有するのかを、短時間で極めて容易に評価することができるようになり、妨害波に対して充分な耐性を有する電子機器を設計する際の設計時間を短縮して、その電子機器のコストを低減することが可能となる。

次に、請求項２に記載の妨害排除能力試験装置においては、第１の試験条件変更手段が、境界点検出手段及び試験結果格納手段による一連の試験動作を実行させる際の第１の試験条件として、信号発生手段が発生する送信信号の周波数を、予め登録された複数の周波数の一つに設定する。
また、第１の試験条件変更手段は、その設定した第１の試験条件下で一連の試験動作が完了すると、信号発生手段が発生する送信信号の周波数を複数の周波数の他の一つに変更することで、境界点検出手段及び試験結果格納手段による一連の試験動作を、複数の周波数に対してそれぞれ実行させる。
そして、試験結果格納手段は、換算データとして、第１の試験条件変更手段が第１の試験条件として設定する送信信号の周波数に対応した複数の換算データを備え、境界点で電子機器に照射された試験用電波の電界強度を演算する際には、第１の試験条件変更手段にて第１の試験条件として設定された送信信号の周波数に対応する換算データを用いる。
また、試験結果格納手段は、電界強度の演算結果を記憶手段に格納する際には、第１の試験条件変更手段にて第１の試験条件として設定された送信信号の周波数と共に電界強度の演算結果を格納する。

このため、この請求項２に記載の妨害排除能力試験装置によれば、電子機器が異常動作し始めるときの試験用電波の電界強度を、試験用電波の周波数を変更しつつ、各周波数毎に自動で測定することが可能となり、使用者は、記憶手段に送信信号の周波数と共に記憶された演算結果に基づき、各周波数毎の電子機器の耐性をより短時間で評価することができるようになる。

また次に、請求項３に記載の妨害排除能力試験装置には、アンテナから放射される試験用電波の偏波面の角度を、少なくとも水平から垂直の間で変化させる偏波面調整手段と、第２の試験条件変更手段とが備えられている。
そして、第２の試験条件変更手段は、境界点検出手段及び試験結果格納手段による一連の試験動作を実行させる際の第２の試験条件として、アンテナが放射する試験用電波の偏波面を、偏波面調整手段を介して、予め登録された複数の偏波角度の一つに設定する。
また、第２の試験条件変更手段は、その設定した第２の試験条件下で一連の試験動作が完了すると、偏波面調整手段を介して、アンテナが放射する試験用電波の偏波面を複数の偏波角度の他の一つに変更することで、境界点検出手段及び試験結果格納手段による一連の試験動作を、複数の偏波角度に対してそれぞれ実行させる。
そして、試験結果格納手段は、電界強度の演算結果を記憶手段に格納する際には、第２の試験条件変更手段にて第２の試験条件として設定された試験用電波の偏波面の偏波角度と共に電界強度の演算結果を記憶手段に格納する。

このため、この請求項３に記載の妨害排除能力試験装置によれば、電子機器が異常動作し始めるときの試験用電波の電界強度を、試験用電波の偏波面の角度を順次変更しつつ、偏波面毎に自動で測定することが可能となり、使用者は、記憶手段に試験用電波の偏波面の角度と共に記憶された演算結果に基づき、各偏波角度毎に電子機器の耐性を評価する際の時間を短縮することができるようになる。

また、こうした試験用電波の偏波面に対するイミュニティ試験は、従来、水平偏波と垂直偏波との２種類の電波を用いて行うのが一般的であり、その偏波面の変更は、アンテナを手動で回転させることによって行っていたが、本発明によれば、アンテナから放射される試験用電波の偏波面の角度を自動調整するための偏波面調整手段が設けられ、しかも、この偏波面調整手段は、試験用電波の偏波面を、少なくとも水平から垂直の間で変化させることができる。
このため、請求項３に記載の妨害排除能力試験装置によれば、第２の試験条件を適宜設定することにより、試験用電波の偏波角度を水平・垂直以外の任意の角度に設定して、電子機器の妨害波に対する耐性を評価することができるようになり、その評価範囲を広げることもできる。

また、請求項４に記載の妨害排除能力試験装置によれば、試験条件変更手段が変更する試験条件（詳しくは、第１の試験条件変更手段が変更する第１の試験条件である試験用電波の周波数若しくは第２の試験条件変更手段が変更する第２の試験条件である試験用電波の偏波角度）を、試験条件入力手段を介して登録することができる。このため、使用者は、任意の試験条件下で、電子機器の妨害波に対する耐性を評価することができるようになり、当該装置の用途を拡大することができる。

一方、請求項５に記載の妨害排除能力試験装置によれば、試験結果格納手段により記憶手段に格納された試験結果を表示手段に表示させることができる。このため、使用者は、表示手段に表示された画像を見ながら電子機器の妨害波に対する耐性を評価することができるようになり、試験装置の使い勝手を向上することができる。

また次に、請求項６に記載の妨害排除能力試験装置には、電子機器の妨害排除能力を測定する前に換算データを生成するための手段として、電界強度測定手段と、換算データ生成手段とが備えられ、換算データ生成手段が、レベル調整手段を介してアンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させつつ、電界強度測定手段を介して得られる試験用電波の電界強度を読み込むことで、アンテナに入力される信号レベルと電子機器の設置場所での試験用電波の電界強度との対応関係を表すデータを生成し、このデータを換算データとして設定する。

このため、請求項６に記載の妨害排除能力試験装置によれば、電子機器を設置してその妨害排除能力を試験する前に、実際の試験条件下で、アンテナへの送信信号の信号レベルから電子機器に実際に照射されている試験用電波の電界強度を演算するのに使用される換算データを設定することが可能となり、試験結果格納手段による電界強度の演算精度（延いては、当該装置による試験精度）を高めることができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された妨害排除能力試験装置全体の構成を表す構成図である。
図１に示すように、本実施形態の妨害排除能力試験装置は、載置台６に載置された供試機器４に対して妨害波となる試験用電波を照射することで、供試機器４の妨害波に対する耐性を測定するイミュニティ試験を行うためのものであり、試験用電波を放射するためのホーンアンテナ１０と、このホーンアンテナ１０から放射された試験用電波を効率よく供試機器４に導くための導波管１２とを備える。

このホーンアンテナ１０と導波管１２とは、供試機器４の載置台６と共に電波暗室２内に設置されており、ホーンアンテナ１０は、その開口面が載置台６上の供試機器４に向くよう支柱１４に固定され、導波管１２は、支持台１６を介してホーンアンテナ１０と供試機器４との間に配置されている。

また、ホーンアンテナ１０には、ホーンアンテナ１０から試験用電波を放射させるための送信信号を増幅し、ホーンアンテナ１０に入力する増幅器２０や、ホーンアンテナ１０から放射される試験用電波の偏波面を水平から垂直へと連続的に角度調整するためのモータ１８が一体的に設けられている。

つまり、図２に示すように、本実施形態のホーンアンテナ１０は、円錐若しくは角錐のホーン４１と、このホーン４１の後端側に延設された導波管４２と、この導波管４２の後端に回転軸４３を介して導波管４２の中心軸回りに回転可能に固定され、試験用電波を出射するためのプローブＰ１と、このプローブＰ１に送信信号を給電するための同軸導波管変換器４４と、から構成されており、導波管４２の外壁には、金属筐体に収納された増幅器２０が固定されている。

また、プローブＰ１は、導波管４２の中心軸に沿って矩形波状に曲折されており、このプローブＰ１を回転軸４３を介して導波管４２の中心軸周りに回転させることにより、ホーンアンテナ１０から放射される試験用電波の偏波角度を調整できるようにされている。また、同軸導波管変換器４４は、増幅器２０の出力端子から出力された送信信号を受けてプローブＰ１に給電するためのプローブＰ０と、このプローブＰ０からプローブＰ１への給電経路を形成してこれら各部を結合させる導波管４５とから構成されている。そして、この導波管４５には、プローブＰ１の後端を支持した回転軸４３が後方に向けて貫通されており、その導波管４５の後方には、この回転軸４３に連結されてこれを回転させるモータ１８が組み付けられている。

また、このモータ１８は、所望の回転角度で停止させることができるように、ステップモータ若しくはサーボモータにて構成されており、モータ１８の出力軸（延いては回転軸４３）には、回転角度検出用のスリットを設けた回転板４６が固定され、更に、その回転板４６の周囲には、そのスリットを検出してモータ１８の回転角度（延いてはホーンアンテナ１０から放射される試験用電波の偏波角度）を表す回転角度信号を発生する回転センサ４７が配置されている。

一方、電波暗室２の外には、モータ１８を駆動して試験用電波の偏波角度を調整するためのモータ駆動装置２２、ホーンアンテナ１０から試験用電波を放射させるための送信信号を発生する信号発生装置２４、イミュニティ試験の際に送信信号をパルス幅変調するためのパルス信号を発生するパルス発生器２６、及び、これら各部を制御してホーンアンテナ１０から予め規定された試験条件に対応した試験用電波を送信させる測定装置３０が設けられている。

測定装置３０は、キーボードやマウス等からなり使用者が手動操作するための操作部３０ａ、ＣＲＴ又はＬＣＤ等からなり試験結果等の情報を表示するための表示部３０ｂ、ハードディスク等からなり試験結果等の情報を記憶するための記憶部３０ｃ、等を備えたコンピュータシステム（例えばパーソナルコンピュータ）にて構成されている。

そして、測定装置３０は、イミュニティ試験の際には、従来のように単にホーンアンテナ１０から試験用電波を放射させるのではなく、載置台６に載置された供試機器４の動作状態を供試機器４から出力される状態監視用の信号（状態監視信号）に基づき監視しつつ、ホーンアンテナ１０から放射させる試験用電波の特性（出力レベル、周波数、偏波角度等）を所定の試験条件に対応して変化させることにより、各試験条件下での供試機器４の耐性を測定し、その測定結果を記憶部３０ｃに格納すると共に表示部３０ｂに表示する。

なお、状態監視信号は供試機器４の動作状態を表す信号であれば何でもよく、例えば、供試機器４がマイクロコンピュータを内蔵した電子機器であれば、そのマイクロコンピュータから定期的に出力されるウォッチドッグ信号を状態監視信号として利用すればよく、供試機器４がオーディオ機器であれば、そのオーディオ機器を動作させた際に出力される音声信号を状態監視信号として利用すればよい。

そして、本実施形態では、この状態監視信号が、電波暗室２から測定装置３０までの伝送経路上でノイズの影響を受けて劣化するのを防止するため、状態監視信号を光信号に変換して伝送するようにされている。つまり、本実施形態では、電波暗室２内に状態監視信号を光信号に変換する電気−光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）３２を設けると共に、測定装置３０側に光−電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）３６を設け、これらを光ファイバ３４にて接続することで、供試機器４から出力された状態監視信号を光信号に変換して測定装置３０まで伝送するようにされている。

また、増幅器２０は、信号発生装置２４から出力された送信信号を増幅して、ホーンアンテナ１０（詳しくは図２に示すプローブＰ０）に入力するためのものであるが、図３に示すように、この増幅器２０には、送信信号を増幅するための増幅回路５１に加えて、この増幅回路５１にて増幅された送信信号及びホーンアンテナ１０側から当該増幅器２０に入力される受信信号の一部をそれぞれ取り出すための方向性結合器５２が設けられている。

そして、この方向性結合器５２にて抽出された送信信号及び受信信号は、それぞれ、検波器５３，５５で検波されて、各信号の信号レベルを表すレベル検出信号に変換される。また、この変換されたレベル検出信号（送信レベル検出信号及び受信レベル検出信号）は、一定ゲインの増幅回路５４、５６にて増幅された後、測定装置３０まで伝送される。

そして、測定装置３０は、増幅回路５４から伝送されてくる送信レベル検出信号をＡ／Ｄ変換して取り込むことで、ホーンアンテナ１０に出力する送信信号の信号レベルを検知し、その検知した信号レベルに基づき信号発生装置２４を制御することにより、ホーンアンテナ１０に出力する送信信号の信号レベル（延いては供試機器４に照射する試験用電波の電界強度）を制御する。

また、測定装置３０は、増幅回路５６から伝送されてくる受信レベル検出信号をＡ／Ｄ変換して取り込むことで、ホーンアンテナ１０が放射した試験用電波が供試機器４等に当たって反射してきた反射波の信号レベルを検知し、その信号レベルが予め設定された上限レベルよりも高い場合に、増幅器２０の増幅動作（延いてはホーンアンテナ１０からの試験用電波の送信）を停止（又は抑制）させて、増幅器２０を反射波から保護する。

なお、測定装置３０には、モータ１８に内蔵された回転センサ４７からの回転角度信号も入力され、測定装置３０は、この回転角度信号に基づき、ホーンアンテナ１０から放射される試験用電波の偏波面の傾き（偏波角度）を検知し、イミュニティ試験の実行時には、その偏波角度が試験条件に対応した角度となるように、モータ駆動装置２２を介してモータ１８の回転角度を制御する。

また次に、信号発生装置２４には、制御電圧により発振周波数を制御可能な電圧制御型の可変発振回路（ＶＣＯ）６１と、水晶等を利用して一定周波数の基準信号を発生する基準発振器６３と、ＶＣＯ６１から出力される高周波信号の一部を方向性結合器６２を介して取り込み、外部から入力される周波数制御信号に従って、この高周波信号と基準発振器６３が発生した基準信号とを分周又は逓倍して位相比較することにより、ＶＣＯ６１の発振周波数を制御するＰＬＬ回路６４と、ＶＣＯ６１から出力される高周波信号を周波数逓倍して送信信号を生成する逓倍器６５と、この逓倍器６５にて生成された送信信号を増幅して増幅器２０へ出力する増幅回路６６とから構成されている。

そして、この信号発生装置２４内のＰＬＬ回路６４には、測定装置３０から周波数制御信号が入力され、測定装置３０は、イミュニティ試験の実行時に、この周波数制御信号を変化させることで、ＶＣＯ６１から出力される高周波信号の周波数（延いては、信号発生装置２４から増幅器２０に出力される送信信号の周波数）を変更し、その変更した周波数毎に供試機器４の耐性を測定する。

また、信号発生装置２４内の増幅回路６６には、増幅回路６６の利得を調整することにより増幅回路６６からの送信信号の出力レベルを調整するための自動レベル調整回路（ＡＬＣ回路）が設けられており、測定装置３０は、イミュニティ試験の実行時に、このＡＬＣ回路６８にレベル制御信号を出力することで、信号発生装置２４から増幅器２０を介してホーンアンテナ１０に出力される送信信号の信号レベル（延いては、ホーンアンテナ１０から供試機器４に向けて放射される試験用電波の送信レベル）を制御する。

次に、図５は、イミュニティ試験の際に測定装置３０にて実行される制御処理（イミュニティ試験実行処理）を表すフローチャートである。
なお、この処理は、使用者が操作部３０ａを操作することにより、イミュニティ試験の開始指令を入力した際に、測定装置３０において実行される処理であるが、以下の説明では、その開始指令入力前には、使用者が、載置台６上に供試機器４を載置して、その供試機器４にＥ／Ｏ変換器３２を接続する、といった手順で、所望の供試機器４に対するイミュニティ試験の準備を行っているものとする。

図５に示す如く、このイミュニティ試験実行処理が開始されると、測定装置３０は、まずＳ１００にて、表示部３０ｂに試験条件の設定画面を表示し、使用者がその設定画面に従って試験条件を入力してくるのを受け付ける、試験条件受付処理を実行する。

具体的には、本実施形態では、試験条件として、イミュニティ試験で用いる試験用電波の周波数、試験用電波の偏波面の角度（偏波角度）、イミュニティ試験に対する供試機器４の合格・不合格を判定するための電界強度を表す判定強度、送信信号をパルス幅変調する際のパルス信号の発生周期やデューティ比、等を設定でき、しかも、試験用電波の周波数及び偏波角度については、試験範囲やその範囲内での１回の変更量等を設定できるようにされており、Ｓ１００では、これら各パラメータの現在の設定値を含む試験条件設定画面を表示して、その試験条件を変更するか否か、変更するのであれば変更後の数値、を順に受け付けることにより、以降のイミュニティ試験を実行する上で必要な試験条件を確定する。

次に、Ｓ１００での試験条件の受け付け処理が終了すると、Ｓ１１０に移行し、周波数制御信号を信号発生装置２４に出力することにより、信号発生装置２４にて生成される送信信号（延いては、ホーンアンテナ１０から放射させる試験用電波）の周波数（送信周波数）を、Ｓ１１０で受け付けた試験条件に対応した周波数に設定する。

なお、試験条件として、周波数範囲と周波数の変更量が設定されている場合、Ｓ１１０では、当該イミュニティ試験実行処理が起動された直後の最初の処理では、その周波数範囲内で最も低い（また最も高い）周波数を設定し、その後、Ｓ１１０の処理が実行される度に、前回設定した周波数を試験条件として設定されている変更量だけ増加（又は低下）させた周波数を設定する。

また次に、続くＳ１２０では、モータ駆動装置２２に偏波制御信号を出力することにより、モータ１８を回転させて、ホーンアンテナ１０から放射させる試験用電波の偏波面を、Ｓ１１０で受け付けた試験条件に対応した偏波角度に設定する。

なお、試験条件として、試験用電波の偏波面の角度範囲とその変更量が設定されている場合、Ｓ１２０では、当該イミュニティ試験実行処理が起動された直後の最初の処理では、その偏波角度範囲内で最も水平（又は垂直）に近い偏波角度を設定し、その後、Ｓ１２０の処理が実行される度に、前回設定した偏波角度を試験条件として設定されている変更量だけ垂直（又は水平）側に変化させる、といった手順で試験用電波の偏波角度を設定する。

このようにＳ１１０、Ｓ１２０にて、試験用電波の周波数及び偏波角度が設定されると、今度は、Ｓ１３０に移行して、信号発生装置２４を起動し、信号発生装置２４のＡＬＣ回路６８にレベル制御信号を出力することで、信号発生装置２４から送信信号を出力させると共に、その信号出力レベルを漸増（徐々に増加）させ、続くＳ１４０にて、Ｏ／Ｅ変換器３６を介して入力される状態監視信号に基づき、供試機器４が正常動作から異常動作に変化したか否かを判断し、供試機器４が異常動作に変化していなければ、再度Ｓ１３０に移行することにより、供試機器４が異常動作を開始するまで、信号発生装置２４からの送信信号の出力レベルを増加させる。

なお、Ｓ１３０にて信号発生装置を起動して、ホーンアンテナ１０から試験用電波を放射させる際には、測定装置３０は、試験条件に応じてパルス発生器２６が発生するパルス信号の発生周期やデューティ比等を制御することにより、送信信号（延いては試験用電波）を試験条件に応じてパルス幅変調させる。また、上述したように、測定装置３０は、ホーンアンテナ１０から試験用電波を放射させているときには、増幅器２０から出力される受信レベル検出信号をモニタしており、ホーンアンテナ１０から増幅器２０に入力される受信信号の信号レベルが上限レベルを越えると、増幅器２０の増幅動作を停止（又は抑制）して、増幅器２０を反射波から保護する。

次に、Ｓ１４０にて、供試機器４が正常動作から異常動作に変化したと判断されると、Ｓ１５０に移行して、増幅器２０から送信レベル検出信号を読み込むことで、供試機器４が正常動作から異常動作に変化する境界点での送信信号の信号レベルを検出し、更に、続くＳ１６０にて、その読み込んだ送信レベル検出信号から、そのとき供試機器４に照射されている試験用電波の電界強度を、図６に示す如く、各周波数ｆ１，ｆ２，…ｆｎ毎に予め設定されている換算データを用いて演算し、その演算した電界強度を、現在の試験条件と共に記憶部３０ｃに格納する。

こうして、試験用電波の周波数及び偏波角度を固定した一試験条件下で、Ｓ１３０〜Ｓ１６０による一連の試験動作が完了すると、今度は、Ｓ１７０に移行して、試験用電波の周波数を現在の試験条件に固定した状態で、偏波角度をＳ１００で受け付けた全ての偏波角度に変化させたときの、各試験条件下での試験動作が終了したか否かを判断する。

そして、これら各試験条件下での試験動作が終了していなければ、Ｓ１２０に移行して、試験用電波の偏波角度を次の試験条件に対応した偏波角度に更新した後、再度Ｓ１３０〜Ｓ１６０による一連の試験動作を実行させることにより、各偏波角度毎に、Ｓ１３０〜Ｓ１６０による試験動作を実行させる。

また次に、Ｓ１７０にて、試験用電波の周波数を固定した条件下で、偏波角度を変化させたときの試験動作が全て完了したと判断されると、今度は、Ｓ１８０に移行して、上記Ｓ１２０〜Ｓ１７０による一連の試験動作が、試験用電波の周波数をＳ１００で受け付けた全ての周波数に変化させたときの各試験条件下で完了したか否かを判断する。

そして、これら各試験条件下での試験動作が終了していなければ、Ｓ１１０に移行して、試験用電波の周波数を次の試験条件に対応した周波数に更新した後、再度Ｓ１２０〜Ｓ１７０による一連の試験動作を実行させることにより、各周波数毎に、Ｓ１２０〜Ｓ１７０による試験動作を実行させる。

また、逆に、Ｓ１８０にて、全ての試験条件下での試験動作が完了したと判断すると、Ｓ１９０に移行して、記憶部３０ｃから、各周波数、偏波角度毎に記憶されている電界強度（詳しくは供試機器４が正常動作から異常動作に変化する境界点での電界強度）を試験結果として読み込み、この試験結果を、図７に例示するように、供試機器４の合格・不合格判定用の判定強度と一緒に、表示部３０ｂの表示画面に表示し、当該イミュニティ試験実行処理を終了する。

なお、図７に示す試験結果の表示画面は、縦軸を電界強度、横軸を試験用電波の偏波角度として、試験用電波の各周波数ｆ１，ｆ２，…ｆｎ毎に、供試機器４が異常動作を開始する境界点での電界強度と偏波角度との関係を折れ線グラフで表示したものであるが、この試験結果の表示画面は、図７に示す表示形式に限るものではなく、単なる一覧表であっても、或いは、他のグラフ表示であってもよい。

以上説明したように、本実施形態の妨害排除能力試験装置においては、イミュニティ試験を実行するのに用いる試験条件として、試験用電波の周波数やその偏波角度を複数設定すれば、その設定された複数の試験条件に応じて、ホーンアンテナ１０から供試機器４に向けて放射される試験用電波の周波数及び偏波角度が順次切り換えられて、イミュニティ試験が自動で実行される。

また、本実施形態のイミュニティ試験は、従来のように、合格・不合格判定用の電界強度（判定強度）の試験用電波を供試機器４に照射して、供試機器が正常動作しているか異常動作しているかを判定するのではなく、供試機器４に照射する試験用電波の電界強度を変化させて、供試機器４が正常動作から異常動作に変化する境界点での電界強度を測定することにより行われ、しかも、その測定結果は、表示部３０ｂの表示画面上に判定強度と共に一覧表示される。

従って、本実施形態の妨害排除能力試験装置によれば、使用者は、表示部３０ｂに表示された試験結果に基づき、指定した各種試験条件下で試験用電波を放射した際の電子機器の耐性を評価することができる。また、イミュニティ試験は、各試験条件毎に自動で実行されることから、使用者は、簡単にしかも短時間で電子機器の耐性を評価することができる。よって、本実施形態の試験装置を用いれば、妨害波に対して充分な耐性を有する電子機器を設計する際の設計時間を短縮して、その電子機器のコストを低減することができるようになる。

なお、本実施形態においては、測定装置３０に設けられた操作部３０ａが本発明の試験条件入力手段に相当し、同じく表示部３０ｂが本発明の表示手段に相当し、同じく記憶部３０ｃが、本発明の記憶手段に相当する。また信号発生装置２４が本発明の信号発生手段に相当し、この信号発生装置２４内のＡＬＣ回路６８が本発明のレベル調整手段に相当し、モータ１８及びモータ駆動装置２２が本発明の偏波面調整手段に相当する。

また、測定装置３０にて実行されるイミュニティ試験実行処理（図５）の内、Ｓ１１０及びＳ１８０の処理は本発明の第１の試験条件変更手段に相当し、Ｓ１２０及びＳ１７０の処理は本発明の第２の試験条件変更手段に相当し、Ｓ１３０〜Ｓ１５０の処理は本発明の境界点検出手段に相当し、Ｓ１６０の処理は試験結果格納手段に相当する。

ところで、本実施形態の妨害排除能力試験装置において、イミュニティ試験の際に供試機器４が正常状態から異常状態に変化した境界点で供試機器４に照射されている試験用電波の電界強度は、そのとき、増幅器２０からホーンアンテナ１０に出力されている送信信号の信号レベルと、試験用電波の各周波数ｆ１，ｆ２，…ｆｎ毎に予め設定されている換算データ（図６参照）とを用いて演算するものとして説明したが、この換算データは、ホーンアンテナ１０、導波管１２、載置台６の配置が変更された場合には勿論のこと、当該試験装置の構成部品を接続するケーブル等が変更されても、適正値から外れることが考えられるので、載置台６に供試機器４を載置して実際にイミュニティ試験を開始する前に、そのときの試験条件に合わせて設定しておくことが望ましい。

そして、このためには、図１に点線で示すように、載置台６の供試機器４の設置場所に電界強度測定器８を設置し、この電界強度測定器８にて測定された電界強度を、電界強度検出信号として、Ｅ／Ｏ変換器３２、光ファイバ３４及びＯ／Ｅ変換器３６を介して、測定装置３０に入力するようにし、測定装置３０側では、図８に示す校正処理を実行することで、その後のイミュニティ試験で使用する換算データを生成するようにすればよい。

以下、この校正処理について説明する。
図８に示す如く、この校正処理では、まず、Ｓ２００にて、モータ駆動装置２２、信号発生装置２４、パルス発生器２６に動作チェック用の制御信号を出力して、その動作を確認することにより、当該試験装置全体のシステム動作チェックを行い、Ｓ２１０にて、その動作チェックの結果、当該システムは正常動作しているか否かを判定し、正常動作していなければ、使用者に配線等を確認させるためのエラーメッセージを表示部３０ｂに表示し、当該校正処理を一旦終了する。

一方、Ｓ２１０にて、当該システムは正常動作していると判断されると、Ｓ２３０に移行して、周波数制御信号により信号発生装置２４に生成させる送信信号の周波数として、当該装置において試験条件として設定可能な複数の周波数の一つを設定する。なお、Ｓ２３０は、この処理が実行される度に、送信信号の周波数を、試験条件として設定可能な複数の周波数の中から、当該校正処理が起動されてからまだ設定していない周波数に更新するようにされている。

そして、続くＳ２４０では、信号発生装置２４に周波数制御信号及びレベル制御信号を出力することで、信号発生装置２４を起動して信号発生装置２４から送信信号を出力させ、更に、レベル制御信号を変化させることにより、信号発生装置２４からの信号出力レベルを予め設定された範囲内にて漸増（徐々に増加）させる。

また次に、Ｓ２５０では、Ｓ２４０の処理によってホーンアンテナ１０から送信される試験用電波の信号レベルが変化している間、Ｏ／Ｅ変換器３６を介して入力される電界強度検出信号と、増幅器２０からの送信レベル検出信号とを、繰り返しサンプリングする。

そして、Ｓ２５０による電界強度検出信号と送信レベル検出信号とのサンプリングが終了すると、Ｓ２６０に移行して、そのサンプリング結果から、図６に示した換算データを生成して、記憶部３０ｃに記憶する。

また、このように、当該装置において試験条件として設定可能な一つの周波数に対する換算データが生成されると、Ｓ２７０に移行して、当該装置において試験条件として設定可能な全ての周波数に対する換算データを生成できたか否かを判断する。

そして、全ての周波数に対する換算データの生成が完了していなければ、Ｓ２３０に移行して、信号発生装置２４が生成する送信信号の周波数を変更させた後、再度Ｓ２４０〜Ｓ２６０の処理を実行させることにより、変更後の周波数での換算データを生成させ、逆に、全ての周波数に対する換算データの生成が完了していれば、当該校正処理を終了する。

このように、測定装置３０にて、実際にイミュニティ試験を行う前に校正処理を実行して、換算データを生成するようにすれば、イミュニティ試験の際に、その換算データを用いて、供試機器４が正常動作から異常動作に変化する境界点での妨害波の電界強度を精度よく測定することができるようになり、その測定精度を向上することができる。

なお、図８に示した校正処理において、Ｓ２３０〜Ｓ２５０の処理は、電界強度測定手段に相当し、Ｓ２６０の処理は、本発明の換算データ生成手段に相当する。
一方、上記実施形態では、ホーンアンテナ１０から供試機器４に向けて放射する試験用電波を垂直偏波から水平偏波、或いはその逆方向へと連続的に変化させるために、ホーンアンテナ１０に設けられた試験用電波出射用のプローブＰ１を、モータ１８を用いて回転させるものとして説明したが、例えば、図９に示すように、ホーンアンテナ１０の開口端と導波管１２のホーンアンテナ１０側開口端とに円盤状の鍔部１０ａ、１２ａを形成し、これら各鍔部１０ａ、１２ａをボルト等で互いに連結することで、ホーンアンテナ１０と導波管１２とを一体化し、これを、その中心軸周りに回転させるようにしても試験用電波の偏波角度を変化させることができる。

つまり、図９（ａ）は、ホーンアンテナ１０と導波管１２とを一体化したものを横方向から見た正面図であり、図９（ｂ）はその一体化したものを導波管１２の開口端側から見た側面図であるが、この図９に示すように、ホーンアンテナ１０の鍔部１０ａと導波管１２の鍔部１２ｂとの連結部周囲を、複数のローラ７２を備えた第１支持部７４にて、ホーンアンテナ１０の中心軸周りに回動可能に支持し、更に、ホーンアンテナ１０の後端側に突起を設けて、この突起をボールベアリング等の軸支部材７６を備えた第２支持部７８を介して、ホーンアンテナ１０の中心軸周りに回動可能に支持することで、ホーンアンテナ１０と導波管１２とをその中心軸周りに回転可能に支持するようにしても、ホーンアンテナ１０から供試機器４に向けて放射させる試験用電波の偏波角度を変化させることができる。

そして、この場合、上記実施形態と同様に、この偏波角度を自動制御できるようにするには、図９に示すように、例えば、ホーンアンテナ１０の後端にプーリ８０を設け、このプーリ８０と、各支持部７４，７８が組み付けられたテーブル８２に固定したモータ８４の回転軸とをベルト８６で連結するようにすればよい。

実施形態の妨害排除能力試験装置全体の構成を表す構成図である。 ホーンアンテナの内部構造を表す断面図である。 増幅器の構成を表す説明図である。 信号発生装置の構成を表す説明図である。 イミュニティ試験実行処理を表すフローチャートである。 送信レベル検出信号から供試機器に照射される試験用電波の電界強度を求めるのに使用される換算データを表す説明図である。 表示部に表示される試験結果の一例を表す説明図である。 換算データを生成するための校正処理を表すフローチャートである。 試験用電波の偏波角度を制御するための機構の他の構成例を表す説明図である。

符号の説明

２…電波暗室、４…供試機器、６…載置台、８…電界強度測定器、１０…ホーンアンテナ、１０ａ…鍔部、１２…導波管、１２ｂ…鍔部、１４…支柱、１６…支持台、１８…モータ、２０…増幅器、２２…モータ駆動装置、２４…信号発生装置、２６…パルス発生器、３０…測定装置、３０ａ…操作部、３０ｂ…表示部、３０ｃ…記憶部、３２…Ｅ／Ｏ変換器、３４…光ファイバ、３６…Ｏ／Ｅ変換器、４１…ホーン、４２…導波管、Ｐ０，Ｐ１…プローブ、４３…回転軸、４４…同軸導波管変換器、４５…導波管、４６…回転板、４７…回転センサ、５１…増幅回路、５２…方向性結合器、５３…検波器、５４，５６…増幅回路、６１…ＶＣＯ、６２…方向性結合器、６３…基準発振器、６４…ＰＬＬ回路、６５…逓倍器、６６…増幅回路、６８…ＡＬＣ回路、７２…ローラ、７４…第１支持部、７６…軸支部材、７８…第２支持部、８０…プーリ、８２…テーブル、８４…モータ、８６…ベルト。

Claims (6)

1. 試験対象物である電子機器に試験用電波を照射することにより、該電子機器の妨害排除能力を測定するための妨害排除能力試験装置であって、
   前記電子機器に向けて前記試験用電波を放射するためのアンテナと、
   該アンテナから前記試験用電波を放射させるための送信信号を発生する信号発生手段と、
   該信号発生手段から前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを調整するためのレベル調整手段と、
   前記電子機器の動作を監視しつつ、前記レベル調整手段を介して前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させることで、前記電子機器が前記試験用電波によって正常動作から異常動作又は異常動作から正常動作に変化する境界点での前記送信信号の信号レベルを検出する境界点検出手段と、
   前記信号発生手段から前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルと該送信信号の入力により前記アンテナから放射される試験用電波の前記電子機器設置場所での電界強度との対応関係を表すデータを換算データとして備え、該換算データを用いて、前記境界点検出手段にて検出された前記境界点での前記送信信号の信号レベルから、前記境界点で前記電子機器に照射された試験用電波の電界強度を演算し、該演算結果を記憶手段に格納する試験結果格納手段と、
   を備えたことを特徴とする妨害排除能力試験装置。
2. 前記信号発生手段は、前記送信信号の発生周波数を外部から設定可能に構成され、
   更に、前記境界点検出手段による前記境界点での送信信号の信号レベルの検出動作及び前記試験結果格納手段による前記試験用電波の電界強度の演算動作を含む一連の試験動作を実行させる際の第１の試験条件として、前記信号発生手段が発生する送信信号の周波数を、予め登録された複数の周波数の一つに設定し、該設定した第１の試験条件下で前記一連の試験動作が完了すると、前記信号発生手段が発生する送信信号の周波数を前記複数の周波数の他の一つに変更することで、前記一連の試験動作を、前記複数の周波数に対してそれぞれ実行させる第１の試験条件変更手段、を備え、
   前記試験結果格納手段は、前記換算データとして、前記第１の試験条件変更手段が前記第１の試験条件として設定する前記送信信号の周波数に対応した複数の換算データを備え、前記境界点で前記電子機器に照射された試験用電波の電界強度の演算には、前記第１の試験条件変更手段にて前記第１の試験条件として設定された送信信号の周波数に対応する換算データを用い、しかも、該電界強度の演算結果を、前記第１の試験条件変更手段にて前記第１の試験条件として設定された送信信号の周波数と共に前記記憶手段に格納する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の妨害排除能力試験装置。
3. 前記アンテナから放射される試験用電波の偏波面の角度を、少なくとも水平から垂直の間で変化させる偏波面調整手段と、
   前記境界点検出手段による前記境界点での送信信号の信号レベルの検出動作及び前記試験結果格納手段による前記試験用電波の電界強度の演算動作を含む一連の試験動作を実行させる際の第２の試験条件として、前記アンテナが放射する試験用電波の偏波面を、前記偏波面調整手段を介して、予め登録された複数の偏波角度の一つに設定し、該設定した第２の試験条件下で前記一連の試験動作が完了すると、前記偏波面調整手段を介して、前記アンテナが放射する試験用電波の偏波面を前記複数の偏波角度の他の一つに変更することで、前記一連の試験動作を、前記複数の偏波角度に対してそれぞれ実行させる第２の試験条件変更手段と、
   を備え、
   前記試験結果格納手段は、前記電界強度の演算結果を、前記第２の試験条件変更手段にて第２の試験条件として設定された前記試験用電波の偏波面の偏波角度と共に前記記憶手段に格納する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の妨害排除能力試験装置。
4. 前記試験条件を外部から登録するための試験条件入力手段を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の妨害排除能力試験装置。
5. 前記試験結果格納手段により前記記憶手段に格納された試験結果を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の妨害排除能力試験装置。
6. 前記電子機器の妨害排除能力を測定する前に、前記試験結果格納手段が試験用電波の電界強度を演算するのに用いる換算データを生成するための手段として、
   妨害排除能力の測定時に測定対象となる電子機器が設置される設置場所に配置され、前記アンテナから放射された試験用電波の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
   前記レベル調整手段を介して前記アンテナに入力される送信信号の信号レベルを変化させつつ、前記電界強度測定手段を介して得られる試験用電波の電界強度を読み込むことで、前記アンテナに入力される信号レベルと前記電子機器の設置場所での試験用電波の電界強度との対応関係を表すデータを生成し、該データを前記換算データとして設定する換算データ生成手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の妨害排除能力試験装置。

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