JP5048234B2 - 妨害排除能力試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器の妨害排除能力（イミュニティとも言う）試験のための妨害排除能力試験装置に関するものである。

従来、イミュニティ試験装置は、電波無響室の一端側に立てたターンテーブル上に試験対象となる供試機器を置き、他端側に立てたアンテナ支持柱上にアンテナを設けている。そして、アンテナから放射された電磁波を供試機器の置かれる規定された試験平面に浴びさせるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、試験方法としては、電波暗室内に供試機器を配置し、同じ電波暗室内に固定したバイコニカルアンテナや対数周期アンテナから、水平もしくは垂直偏波の電磁波を供試機器に印加する放射電磁界試験法や、ＴＥＭセルおよびＧＴＥＭセルなどを用いるＴＥＭ導波路法等が知られており、また、回転電磁界を供試機器に印加する方法もある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−５５８６３号公報 特開２００３−９８２１１号公報

ところで、従来のイミュニティ試験では、アンテナから放射する試験電波の電界強度を比較的低い２００Ｖ／ｍに設定するようにされていたため、試験対象となる製品（供試機器）の使用状況によっては、充分なイミュニティ試験を行うことができないことがあった。

つまり、例えば、その製品が自動車等の移動体に搭載され、移動体が、航空機の離発着に使用される誘導用のレーダー装置の近くを走行するような場合には、２００Ｖ／ｍの電界強度の試験電波でイミュニティ試験を行っていては、イミュニティ試験に合格していても電子機器が誤作動して正しく機能しなくなったり、場合によっては致命的な故障になったりするという問題が発生することがあった。

そのため、近年、イミュニティ試験においては、試験条件として、試験電波の電界強度を６００Ｖ／ｍに変更することが行われている。
しかし、こうした６００Ｖ／ｍの電界強度を実現するにあたり、これを上記提案の技術のように１台の増幅器・アンテナで実現する場合、高耐電圧のアンテナが必要になるばかりでなく、高耐電圧・高出力の電力増幅装置が必要であり、妨害排除能力試験装置が物理的に大型化すると共に、コストが高くなるという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あり、その目的は、低コストな低出力電力増幅装置が使用できる妨害排除能力試験装置を提供することである。

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、放射アンテナから供試機器に向けて電磁波を放射することにより、供試機器の妨害排除能力を試験するのに使用される妨害排除能力試験装置であって、
前記放射アンテナは、電磁ホーンと、該電磁ホーンと前記供試機器との間に配置されて前記電磁ホーンから放射された電磁波を前記供試機器に導く導波管と、を備え、
前記電磁ホーンと前記導波管とは、前記供試機器の試験条件にて規定される前記電磁波の波長と略等しい距離にて、間隔を空けて配置され、
前記導波管の軸方向の長さは、前記供試機器の試験条件にて規定される前記電磁ホーンの開口端面から前記供試機器迄の距離の略半分の長さに設定されていることを特徴とする。

このように、本発明の妨害排除能力試験装置においては、電磁ホーンから放射した電磁波を供試機器に導く導波管を備えているので、電磁ホーンからの電磁波を供試機器に対して効率よく放射することができるようになり、電磁ホーンから単に電磁波を放射するようにした場合に比べて、電磁ホーンから供試機器に至る放射経路で生じる電磁波の損失（換言すれば電力ロス）を低減することができる。

従って、本発明の妨害排除能力試験装置によれば、電磁ホーンに送信用の高周波信号を入力する際に、高出力の電力増幅装置を用いる必要がなく、その電力増幅装置を低出力にして、妨害排除能力試験装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

なお、導波管は、その中心軸が電磁ホーンの放射軸線と同一軸線上となるように配置することが望ましい。

また本発明では、電磁ホーンと導波管とを、端面を密着させて配置するのではなく、間隔を空けて配置するが、これは、電磁ホーンと導波管とを間隔を空けて配置しても、その間隔や導波管の軸方向の長さ等を調整すれば、電磁ホーンと導波管とを密着させた場合よりも、更に電力ロスを低減できるからである。

つまり、妨害排除能力試験装置では、前記電磁ホーンの開口端面から前記供試機器迄の距離、及び、前記電磁ホーンから放射する電磁波の周波数が、供試機器の試験条件にて規定されることから、本発明では、電磁ホーンと導波管との間隔等を、その試験条件に応じて適正に設定することで、電磁ホーンから供試機器に至る放射経路で生じる電磁波の電力ロスを低減する。
そして、このために、本発明では、導波管の軸方向の長さを、その試験条件にて規定される電磁ホーンの開口端面から供試機器迄の距離の略半分の長さ（具体的には、距離の１／２の０．８〜１．２倍の長さ）に設定し、電磁ホーンと導波管との間隔を、電磁波の波長と略等しい距離（より具体的には、波長の０．８倍〜１．２倍の長さ）に設定する。なお、これらの数値は、本発明者等が行った後述の実験によって得られた値である。

また、この実験では、電磁ホーンと導波管とを間隔を空けて配置する場合、その間隔を変化させると、供試機器の配置位置での電界強度と、その電界強度が最大強度から−３ｄＢの範囲内になる電力半値エリア（所謂クワイエットゾーン）とが変化することが判った。つまり、導波管を電磁ホーンに近づけると、電力半値エリアが広くなるが、電界強度が低くなり、逆に、導波管を電磁ホーンから遠ざけると、電界強度が高くなるが、電力半値エリアが狭くなるのである。

従って、イミュニティ試験の条件に、電力半値エリアと電界強度とが規定される場合や、複数の条件が設定される場合には、電磁ホーンと導波管との間隔を適宜調整できるようにすることが望ましく、このためには、請求項２に記載のように、導波管を電磁ホーンに対して接離可能に支持する支持部材を設けるとよい。

また、この場合、支持部材は、移動できるように車輪を付けるだけでもよいが、より好ましくは、請求項３に記載のように、スライドレールと、このスライドレール上に移動可能に設けられる複数の支持台とから構成するとよい。つまり、このようにすれば、電磁ホーンと導波管との中心軸を一致させた状態で、導波管を電磁ホーンに対して相対移動させることができるようになり、電磁ホーンと導波管との軸ずれを防止することができる。

一方、直線偏波の電磁波を利用してイミュニティ試験を行う場合、電磁ホーンには、請求項４に記載のように、電磁ホーンの放射軸線を中心に回転させるための回動手段を設けるとよい。つまり、このようにすれば、供試機器に放射する電磁波の偏波面を任意の角度に設定できることになる。

また次に、電磁ホーンは、その開口面から前方に電磁波を放射するものであるが、電磁ホーンから放射された電磁波の一部は、電磁ホーンの開口面から後方に回り込むことがある。このため、請求項５に記載のように、電磁ホーンの周囲に、その開口面から後方に回り込む電磁波を反射して供試機器に導く反射板を設けるようにすれば、電磁ホーンからの電磁波を供試機器に対してより効率よく放射させることができるようになる。

以下に、本発明を具体化した実施形態の例を、図面を基に詳細に説明する。

図１は本発明を適用した妨害排除能力試験装置の説明図を示している。１は妨害排除能力試験装置であり電波無響室７の内部には、全面に電波吸収体１１が貼り付けてあり、該電波無響室内に放射された電磁波および、供試機器等により反射した電磁波は電波吸収体１１に吸収され熱エネルギーに変換される。

電波無響室７の内部には、一端側にテーブル３が備えられており、該テーブル３の上に高さ調整用の冶具３ａを介して供試機器２が載置されている。また他端側には架台６ａと架台６ｂを介して放射アンテナ５が備えられている。放射アンテナ５は電磁ホーン４と導波管８から構成され、電磁ホーン４の放射軸線上１２に導波管８および、供試機器２が配置されている。

なお、１７ａは後述するサーキュレータ１４と放射アンテナ５（より詳しくは電磁ホーン４）とを接続するための給電線である。また、２０は送信装置である。
また、Ｌ１は導波管８の長さを表し、本実施例ではたとえば５０ｃｍに設定してある。Ｌ２は導波管８の開口端から供試機器２までの空間距離であり、本実施例ではたとえば５０ｃｍに設定されている。また、Ｌ０は電磁ホーン４の開口端から供試機器までの距離であり、本実施例では１ｍに設定されている。

次に、放射アンテナ５について図２を用いて詳細に説明する。放射アンテナ５は電磁ホーン４と導波管８からなり、電磁ホーン４は一方が開放された矩形の電磁ホーンを使用している。そして電磁ホーン４の他方にはプローブ４０が保持体４１とコネクタ４２の間に配置してある。そして、コネクタ４２には給電線１７ａが接続されている。なお、保持体４１は誘電体で形成されている。

導波管８の開口部は前記電磁ホーン４の開口部と同一形状となるように形成した矩形導波管が使用されている。そして、前記電磁ホーン４から放射された電磁波の放射軸線１２と前記導波管８の中心軸が一致するように配置すると共に、両者の各端面を密着させてある。

また、導波管８は導電材料で形成されているが、導電材料を織り込んだ繊維で形成してもよく、また、使用する周波数においてその波長の４分の１より短い間隔の隙間であれば網目状に形成しても良い。このように繊維や網目状に形成しておけば、導波管の軽量化が可能となる。また、本実施例では矩形の電磁ホーン及び矩形導波管を使用したが円形の電磁ホーン及び円形導波管であっても良い。

次に、送信装置２０について説明する。図２に示すように送信装置２０は信号発生器１０、電力増幅装置１３、サーキュレータ１４、ダミー抵抗器１８により構成されている。１０は信号発生器で、本実施例では１〜１．５ＧＨｚをスイープする発振器が使用されている。１３は電力増幅装置である。なお、本実施例ではサーキュレータ１４とダミー抵抗器１８を使用したが、その代わりにアイソレータを使用してもよい。

次に、動作について説明する。信号発生器１０で発生した１〜１．５ＧＨｚのスイープ信号は電力増幅装置１３（本実施例では５０Ｗ使用）で増幅される。そして、増幅された高周波信号はサーキュレータ１４を介して電磁ホーン４に供給される。そして、プローブ４０を介して電磁ホーン４から放射された電磁波は伝送ロスの少ない導波管８を伝送し供試機器２に放射される。本実施例の場合、電磁ホーン４の開口部と同一形状の開口部を持つ導波管８を相互の密着するように配置したため電磁ホーン４から放射した電磁波をロスなく効率よく導波管８に導くことができる。

導波管８に導波された電磁波は、導波管８の他方の端面から供試機器２に電磁波が放射される。そして、供試機器２が載置されているテーブル３の試験平面（本実施例ではφ３０ｃｍ）に均一な電磁界を発生させる。

ところで、上記テーブル３上に載置した供試機器２の大きさや試験部位の位置などにより試験平面を変更する必要が生じた場合には、高さ調整用の冶具３ａを変更したり、架台６、テーブル３の高さ等を変更することにより、当該試験平面に電磁波を放射できるようになる。

なお、サーキュレータ１４は、放射アンテナ５から放射した電磁波が供試機器の金属部分で反射して前記放射アンテナ５で受信され、その受信電力によって、前記電力増幅装置１３に印加され、前記電力増幅装置１３が誤作動もしくは故障するのを未然に防止するためのものである。

次に、試験平面において１．３ＧＨｚにおける電界強度６００Ｖ／ｍを実現するために必要な電磁ホーン４の供給電力を求める。
まず、受信電界強度が６００（Ｖ／ｍ）を（ｄＢμ／ｍ）の単位に変換すると、
受信電界強度Ａ＝２０×Ｌｏｇ（６００×１０^６ ）
したがって、Ａ＝１７５．５６（ｄＢμ／ｍ）となる。

次に、電界強度（ｄＢμ／ｍ）を電圧（ｄＢμ）に変換する。
電圧Ｅｔ＝Ｅ＋Ｇ＋Ｌｅ−（Ｌｆ×Ｌ）−６
この式において、
Ｅｔ：受信機入力信号電圧（ｄＢμ）
Ｅ：電界強度（ｄＢμ／ｍ）
Ｇ：アンテナ利得（ｄＢｉ）
Ｌｅ：アンテナの実効長（ｄＢ）＝２０×Ｌｏｇ（λ／π）
λ：波長（ｍ）
Ｌｆ：単位長あたりのケーブル損失（ｄＢ／ｍ）
Ｌ：ケーブル長（ｍ）
値６：開放値から終端値への換算のための補正値
である。

このため、アンテナ利得Ｇ＝０ｄＢｉ、ケーブル長Ｌ＝０ｍ、とすると、
λ＝（３×１０^８ ）／（１．３×１０^９ ）＝０．２３（ｍ）
Ｌｅ＝２０×Ｌｏｇ（０．２３／３．１４）＝−２２．７（ｄＢ）
Ｅｔ＝１７５．５６−２２．７−６＝１４６．８６（ｄＢμ）
となる。

次に、電圧（ｄＢμ）を電力（ｄＢｍ）に換算する。
電力Ｐｉ＝Ｅｔ−２０×Ｌｏｇ（√０．００１×√５０×１０^６ ）
ここで、Ｐｉ：受信レベル（ｄＢｍ）、Ｅｔ：受信機入力信号電圧（ｄＢμ）である。

従って、
電力Ｐｉ＝１４６．８６−２０×５．３５＝３９．８６（ｄＢｍ）
となる。

ここで、電磁ホーン４の端面から導波管８の一方の端面（電磁ホーンに接する側）までの損失Ｇ１が１ｄＢ、導波管８の損失Ｇ２が１ｄＢ、導波管８の他方の端面から試験平面までの損失Ｇ３を５ｄＢとすると、電磁ホーン４の供給電力Ｐは上式より、
Ｐ＝Ｐｉ＋Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３
＝３９．８６＋１＋１＋５
＝４６．８６（ｄＢｍ）
＝４８．５（Ｗ）
となる。

ところで、発明者らによる実験の結果、導波管８の開口端から試験平面までの損失Ｇ３は５ｄＢであることがわかった。つまり、導波管８の開口端から試験平面までの損失を自由空間損失として算出すると２８．７ｄＢとなるが、本実施例のように電磁ホーン４と導波管８を近接して配置すると、その損失が著しく低減（２３．７ｄＢ）することが解った。なお、この理由は、導波管８の開口端から放射された電磁波のエネルギーはその大部分が供試機器２が載置されたテーブル３上の試験空間に収束して放射されたためであると考えられる。

一方、自由空間に放射する従来の方法で、６００Ｖ／ｍの電界強度を得るには下記に示すとおり、送受信点間の距離が１ｍの場合、供給電力は２８（ＫＷ）必要になる。
自由空間に放射する場合の供給電力Ｐｆは次式により求められる。

Ｐｆ＝Ｐｉ＋Ｇ０
ここで、
Ｇ０＝送受信点間の距離が１ｍの場合の自由空間伝搬損失（ｄＢ）
＝３４．７（ｄＢ）
である。従って、
Ｐｆ＝３９．８６＋３４．７
＝７４．５６（ｄＢｍ）
＝２８５７６（Ｗ）
となる。

この結果、本実施形態の妨害排除能力試験装置によれば、従来のように放射アンテナから供試機器に電磁波を直接放射するようにした場合に比べて、６００分の１程度の供給電力で所要の性能を得ることができることがわかる。

以上のように、本実施形態では、電磁ホーン４から放射された電磁波を導波管８に導波しているので、伝搬経路での損失（本実施例では電磁ホーン４の端面から導波管８の一方の端面までの損失Ｇ１が１ｄＢ、導波管８の損失Ｇ２が１ｄＢ、導波管８の他方の端面から試験平面までの損失Ｇ３を５ｄＢとなり、総損失が７ｄＢとなる）が、自由空間に放射する従来の方法に比べて伝播経路での損失（送受信間伝送距離１ｍ、周波数１．３ＧＨｚの自由空間伝播損失Ｇ０は３４．７ｄＢ）に比べて小さくなり、その結果、アンテナに供給する電力を約６００分の１に少なくできるという優れた効果を奏する。

また、本実施形態では、電磁ホーン４の入力側にサーキュレータ１４を設けたので、供試機器２の金属部分等で反射して戻ってきた電磁波が、前記増幅器１３の出力端子から印加されることによる増幅器１３の誤作動または故障を未然に防止できる。

次に本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
尚、以下の説明では、上記第１の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。

図３において、妨害排除能力試験装置１００は第１の実施形態の電波無響室７に代わり、壁面に開口部を持ち、電磁波放射方向に長さを短くした小型の電波無響室７０が使用されている。

また、電磁ホーン４及び、電磁ホーン４を載置する架台６ａが電波無響室７０の外部に設置されている点が異なっている。
電波無響室７０の壁面に設けた開口部から電磁ホーン４の開口部を前記電波無響室７０の内部に突出させてある。

そして突出させた電磁ホーン４の開口部に導波管８が接するように配置してある。
このように配置したので、妨害排除能力試験を実施する際、信号発生器１０、電力増幅装置１３などの機器を操作しやすく作業性が向上する。

次に本発明の第３の実施形態について図４を参照して説明する。
尚、以下の説明では、上記第１の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。

図４に示すように、第１の実施形態と本実施形態との異なる点は、放射アンテナ５０を構成している電磁ホーン４と導波管８とを、これらの各端面の間が距離Ｌａだけ離れるように、間隔を空けて配置し、電磁ホーン４の上下の外周面に、電磁ホーン４の開口面から後方に回り込む電磁波を反射して供試機器に導く反射板４４を設けたことである。

このように電磁ホーン４と導波管８とを間隔を空けて配置した場合、伝送ロスはわずかに増えるものの、電磁ホーン４から放射された電磁波が供試機器２などの金属体で反射して電磁ホーン４に戻ってくる反射電力を、この空間距離Ｌａによる空間伝搬損失分だけ減衰させることができ、延いては、アイソレータ１４、ダミー抵抗器１８、電力増幅器１３の故障を未然に防止できる。

また、このように電磁ホーン４と導波管８とを間隔を空けて配置した場合、その間隔（つまりアンテナ−導波管間の距離Ｌａ）や導波管８の軸方向の長さＬｂ（図５参照）を調整すれば、電磁ホーン４と導波管８とを密着させた場合に比べて、電力ロスを低減できることが、本願発明者等の実験によりわかった。

以下、この実験について説明する。
（実験１）
まず、電磁ホーン４の開口部端面から供試機器までの長さが１ｍ、電磁波の周波数が１．３ＧＨｚ、という試験条件下で、最も電力ロスを低減し得る電磁ホーン４と導波管８との間隔（アンテナ−導波管間の距離Ｌａ）、及び、導波管８の軸方向の長さＬｂを求めるために、図５（ａ）に示す如く、反射板４４を設けていない電磁ホーン４と導波管８とを電磁ホーン４の放射軸線上に間隔Ｌａを空けて配置し、更に、電磁ホーン４の放射軸線上で電磁ホーン４の開口端面から１ｍ（１００ｃｍ）離れた位置に、受信電界強度測定用の電界プローブを配置した。

また、この実験では、イミュニティ試験において実際に存在する特定の試験条件にあわせて、電磁ホーン４の放射軸線及び電磁プローブの床面からの高さを、それぞれ、１００ｃｍ、１０５ｃｍとし、電界プローブの下方１５ｃｍの位置には金属板を水平に配置した。なお、この金属板は、電界プローブよりも導波管８側に１０ｃｍ突出させた。

そして、導波管８には、その軸方向の長さＬｂが２５ｃｍ、５０ｃｍ、７５ｃｍのものを用い、その導波管８を放射軸線上で移動させることにより、電磁ホーン４の開口端面から導波管８の開口端面までの距離（アンテナ−導波管間の距離）Ｌａを変化させつつ、電界プローブで得られる受信電界強度を測定した。

その測定結果を、図５（ｂ）及び図６（ａ）に示す。なお、この測定結果は、電磁ホーン４から放射させる電磁波の周波数ｆを１．３ＧＨｚに設定した場合の測定結果である。
図５（ｂ）及び図６（ａ）から明らかなように、上述した試験条件下では、導波管８の長さＬｂを７５ｃｍにした場合には、電磁ホーン４と導波管８との間隔を開けるよりも密着させた方が伝送ロスが少なくなるものの、導波管８の長さＬｂを５０ｃｍ、２５ｃｍにした場合には、電磁ホーン４と導波管８とを密着させるよりも間隔を空けて配置した方が伝送ロスが少なくなることがわかった。

また、導波管８の長さＬｂが５０ｃｍであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ−導波管間の距離Ｌａは、約２５ｃｍとなり、導波管８の長さＬｂが２５ｃｍであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ−導波管間の距離Ｌａは、約４５ｃｍとなることがわかった。
（実験２）
次に、電磁ホーン４の開口部端面から供試機器までの長さが１.１ｍ、電磁波の周波数が２．９ＧＨｚ、という試験条件下で、最も電力ロスを低減し得る電磁ホーン４と導波管８との間隔（アンテナ−導波管間の距離Ｌａ）、及び、導波管８の軸方向の長さＬｂを求めるために、図７（ａ）に示す如く、反射板４４を設けていない電磁ホーン４と導波管８とを電磁ホーン４の放射軸線上に間隔Ｌａを空けて配置し、更に、電磁ホーン４の放射軸線上で電磁ホーン４の開口端面から１．１ｍ（１１０ｃｍ）離れた位置に、受信電界強度測定用の電界プローブを配置した。

また、この実験では、イミュニティ試験において実際に存在する特定の試験条件にあわせて、電磁ホーン４の放射軸線及び電磁プローブの床面からの高さを、それぞれ、１００ｃｍ、１０５ｃｍとし、電界プローブの下方１５ｃｍの位置には金属板を水平に配置した。なお、この金属板は、電界プローブよりも導波管８側に２０ｃｍ突出させた。

そして、導波管８には、その軸方向の長さＬｂが１０ｃｍ、３０ｃｍ、５０ｃｍ、７０ｃｍのものを用い、その導波管８を放射軸線上で移動させることにより、電磁ホーン４の開口端面から導波管８の開口端面までの距離（アンテナ−導波管間の距離）Ｌａを変化させつつ、電界プローブで得られる受信電界強度を測定した。

その測定結果を、図７（ｂ）及び図８（ａ）に示す。なお、この測定結果は、電磁ホーン４から放射させる電磁波の周波数ｆを２．９ＧＨｚに設定した場合の測定結果である。
図７（ｂ）及び図８（ａ）から明らかなように、上述した試験条件下では、導波管８の長さＬｂを７０ｃｍにした場合には、電磁ホーン４と導波管８との間隔を開けるよりも密着させた方が伝送ロスが少なくなるものの、導波管８の長さＬｂを５０ｃｍ、３０ｃｍ、１０ｃｍにした場合には、電磁ホーン４と導波管８とを密着させるよりも間隔を空けて配置した方が伝送ロスが少なくなることがわかった。

また、導波管８の長さＬｂが５０ｃｍであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ−導波管間の距離Ｌａは、約１０ｃｍとなり、導波管８の長さＬｂが３０ｃｍであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ−導波管間の距離Ｌａは、約３０ｃｍとなり、導波管８の長さＬｂが１０ｃｍであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ−導波管間の距離Ｌａは、約５０ｃｍとなることがわかった。

そして、上記各実験結果から、受信電界強度自体は、導波管８が長い程大きくなるので、電磁ホーン４と導波管８とを間隔を開けて配置する際には、導波管８の長さＬｂは、試験条件にて規定される電磁ホーン４の開口端面から供試機器迄の距離（１００ｃｍ、１１０ｃｍ）の略半分の長さ（５０ｃｍ）に設定し、電磁ホーン４と導波管８との間隔は、電磁波の波長λ（１．３ＧＨｚでは約２３ｃｍ、２．９ＧＨｚでは約１０ｃｍ）と略等しい距離（２５ｃｍ、１０ｃｍ）に設定するとよいことがわかった。

また、こうした実験を各種条件で行ったところ、電磁ホーン４と導波管８とを間隔を開けて配置する際には、導波管８の長さＬｂは、試験条件にて規定される電磁ホーン４の開口端面から供試機器迄の距離の半分の長さの０．８〜１．２倍に設定し、電磁ホーン４と導波管８との間隔は、電磁波の波長λ（１．３ＧＨｚでは約２３ｃｍ、２．９ＧＨｚでは約１０ｃｍ）の０．８倍〜１．２倍に設定すればよいことがわかった。

また、上記各実験１、２では、電磁ホーン４と導波管８との間隔Ｌａを変化させると、供試機器の配置位置での受信電界強度だけでなく、その受信電界強度が最大強度から−３ｄＢの範囲内になる電力半値エリア（所謂クワイエットゾーン）も変化することがわかった。つまり、図５（ｃ）及び図６（ｂ）、或いは、図７（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、電力半値エリアは、導波管８を電磁ホーン４に近づける程広くなるのである。

従って、電力半値エリアを含む各種条件下でイミュニティ試験を実行可能な試験装置を構成する際には、その試験条件にあわせて電磁ホーン４と導波管８との間隔を適宜調整できるようにようにすることが望ましい。

そして、そのためには、図９に示すように、電磁ホーン４及び導波管８を、それぞれ、支柱２２若しくは支柱３２を介して、アンテナ支持台２４若しくは導波管支持台３４上に固定し、更に、これら各支持台２４，３４を、スライドレール３８上にスライド可能に配置して、スライドレール３８上で移動させることにより、電磁ホーン４と導波管８との間隔を任意に設定できるようにするとよい。

そしてこのようにすれば、電磁ホーン４と導波管８との中心軸を一致させた状態で、導波管８と電磁ホーン４との間隔を調整できることから、電磁ホーン４と導波管８との軸ずれを防止することができる。

また、図９に示す装置では、電磁ホーン４もスライドレール３８上で移動させることができるので、スライドレール３８を固定した状態で、電磁ホーン４と供試機器との間隔を調整することもできるようになり、例えば、その間隔を１ｍにする試験条件と１．１ｍにする試験条件とが存在するような場合にでも、これら各試験を容易に行うことが可能となる。

なお、図９において、（ａ）は電磁ホーン４と導波管８とを横方向から見た側面図であり、（ｂ）は、電磁ホーン４を開口面側から見た正面図であり、（ｃ）は、導波管８を開口面側から見た正面図である。

そして、この図から明らかな如く、スライドレール３８には２本の溝３９が形成されており、アンテナ支持台２４及び導波管支持台３４の下方には、その溝３９に嵌って回転する複数のローラ（車輪）２６、３６が設けられている。従って、電磁ホーン４及び導波管８は、スライドレール３８の溝に沿って極めて容易に移動させることが可能となる。

次に、図４に示した本実施形態の妨害排除能力試験装置では、電磁ホーン４の上下の外周面に反射板４４を設けているが、この反射板４４は、電磁ホーン４の外周面の内、開口端からの距離Ｌｉが２０ｃｍとなる位置に固定されている。また、この反射板４４の板面と電磁ホーン４の外周面とがなす開口端側の角度Ｄは、４１°に設定されている。

そして、このように電磁ホーン４に反射板４４を取り付けた場合と、反射板４４を取り付けない場合とで、受信電界強度がどのように変化するかを測定した結果、反射板４４を取り付けていないときの受信電界強度が６００Ｖ／ｍである場合、反射板４４を取り付けると、受信電界強度を６１９Ｖ／ｍに増加できることがわかった。なお、この測定は、図５に示した実験１の試験条件下で行い、導波管８の長さＬｂは５０ｃｍ、電磁ホーン４と導波管８との間隔Ｌａは２５ｃｍとした。

そして、この測定結果から、本実施形態のように電磁ホーン４に反射板４４を設ければ、電磁ホーン４からの電磁波を供試機器に対してより効率よく放射させることができること
がわかる。

なお、電磁ホーン４に反射板４４を設ける場合、反射板４４は、電磁ホーン４の上下の外周面ではなく、左右の外周面に設けてもよく、上下左右の外周面に設けてもよい。また、反射板４４は、単に１枚の金属板にて構成するのではなく、図４に変形例として示すように、複数枚の金属板を略平行に配置することによって構成してもよい。そしてこのようにすれば、反射板４４による電磁波の反射効率を高め、電磁ホーン４からの電磁波をより効率よく供試機器に放射させることができる。

次に本発明の第４の実施形態として図１０を参照して説明する。
尚、以下の説明では、上記第１の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。

図１０において、放射アンテナ５に代わって放射アンテナ５１を備えている。
放射アンテナ５１は供試機器２に放射する電磁波の偏波面を任意の角度に調整できるようになっている。

６ｃは架台であり放射アンテナ５１を放射軸線１２を中心に回動可能に保持するためのものである。
９は距離測定装置であり、導波管８０の端面（供試機器側）から供試機器２までの距離を計測するための装置である。

１５は電動機であり、前記５１を回動するための動力源である。
１６は駆動用ベルトであり、電動機の動力を放射アンテナ５１に伝達するためのものである。

電磁ホーン４５の開口面にはフランジ４７が形成されている。
また、導波管８０の端部にもフランジ８２が形成されている。
そして、フランジ４７の端面４６とフランジ８２の端面８１を当接させボルト９０、ナット９１でもって締着されている。

また、電磁ホーン４５の端部（プローブ側）には支持体６１とプーリー６２が一体形成されている。
架台６ｃの上部には凹部６５が設けてあり、ベアリング６０を介して前記支持体６１を支持している。

また、図１１に図１０のＡ−Ａ矢視端面図を示す。４８は電磁ホーン４５の開口部であり、導波管８０の開口部も同一形状に形成してある。
９２は前記ボルト９０を挿通するための貫通孔である。

また、前記放射アンテナ５がスムーズに回動するように複数個のローラー６４を配置してある。
次に、動作について説明する。

放射アンテナ５に供給された高周波信号は電磁ホーン４５から導波管８０を介して供試機器２に所定の電磁界を放射する。
そこで、放射する電磁界の偏波面を変更して妨害排除能力を試験する場合は、前記電動機１５を駆動して放射アンテナ５１を放射軸を中心に回動させることで試験平面において任意の角度の偏波面による妨害排除能力の試験が可能となる。

次に、距離測定装置９についてその測定方法を述べる。図１２に示すように電磁波を放射する放射アンテナ５１の下方には距離Ｌ３を隔てて複数の距離測定装置９ａ、９ｂが備えられている。

距離測定装置としてはたとえばレーザーポインターが用いられる。そして、各レーザーポインターを供試機器２の試験平面の中心に向けて照射する。
このときの水平面に対する角度をθ１とし、垂直面に対する角度をθ２とすると、下式より導波管８０の開口端から供試機器２の試験平面までの距離Ｌ４を算出することができる。

Ｌ４＝（Ｌ３／２）ｔａｎ（θ１）ｓｉｎ（θ２）−Ｌ５
なお、Ｌ５は導波管８０の突出量であり既知な値である。
このようにレーザーポインターを用いることにより、測定器を使用しなくても比較的容易に導波管８０の端面から供試機器２の試験平面までの距離Ｌ４を算出することができる。

なお、上記θ１及びθ２の値は直読できるようにしておくことが望ましい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部を適宜に変更して実施することも可能である。

上記各実施例では、直線偏波の電磁波による試験装置の例を示したが、電磁ホーン内（詳しくはプローブ４０とホーンの間に位相差板などの円偏波発生器を介在させることにより、円偏波の電磁波を放射でき、円偏波による試験を行うことができる。また、電磁波の周波数は、１ＧＨｚ帯、或いは３ＧＨｚ帯であるとして説明したが、イミュニティ試験に使用する電磁波の周波数としては、ＵＨＦ帯〜ＳＨＦ帯であれば使用できる。

また、本実施例では架台６を固定架台として説明したが、架台の底部にキャスターを設けることで、移動が容易になる。また、測定中は誤って架台が移動しないように、キャスターの回転をロックできる機能を備えていることが望ましい。

また、サーキュレータ１４と電力増幅装置１３の間に前記反射電力を検出する検出器を設け、検出器が出力する検出信号により、この検出信号が所定値を超えた場合は、前記信号発生器が出力する信号レベルを低下又はＯＦＦするように構成することもできる。

このように構成することにより、反射電力による前記電力増幅装置の故障を未然に防止できる効果がある。
一方、上記各実施形態の説明では、導波管８（或いは８０）の開口面積は、電磁ホーン４（或いは４５）の開口と一致しているものとして説明したが、例えば、図１３（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、開口面積が電磁ホーン４の開口よりも広い導波管８ａであっても、或いは、図１３（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、開口面積が電磁ホーン４の開口よりも狭い導波管８ｂであっても、電磁ホーン４からの電磁波の放射方向を供試機器に導くように補正できる。

また、図１３（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、電磁ホーン４側より供試機器側の方が開口が狭くなるようにテーパが付けられた導波管８ｃであっても、逆に、図１３（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、電磁ホーン４側より供試機器側の方が開口が広くなるようにテーパが付けられた導波管８ｄであっても、電磁ホーン４からの電磁波の放射方向を供試機器に導くように補正できるし、図１３（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、電磁ホーン４の前方に、水平或いは垂直方向に導波板８ｅ、８ｆを設けるだけでも、効果は得られる。

なお、図１３において、「−１」を付与した図は、電磁ホーン４と導波管８とを横方向から見た側面図であり、「−２」を付与した図は、電磁ホーン４の開口面を導波管８を通して見た状態を表す説明図である。そして、上記導波板８ｅ、８ｆや導波管８ａ〜８ｄは、必ずしも金属板で構成する必要はなく、シールド効果があるメッシュ状のもので構成してもよい。

また次に、上記各実施例の説明では、イミュニティ試験の試験条件では、電磁ホーン４の開口端から供試機器（受信点）までの距離が規定されるものとして説明したが、図１４に示すように、試験条件として、導波管８の供試機器側開口端から供試機器までの距離が規定される場合であっても、その試験条件に対応して、導波管８の長さＬｂや電磁ホーン４と導波管８との間の距離Ｌａを設定することにより、供試機器に対して効率よく電磁波を放射し得る試験装置を実現することができる。

また、上記実施例の説明では、電磁ホーン４自体の大きさについては特に説明しなかったが、放射アンテナ５のアンテナゲインは、電磁ホーン４の開口面積とゲイン低下量で決まり、電磁ホーン４の開口面積が大きいほど大きくなる。また、電磁ホーン４のゲイン低下量は、電磁ホーン４の中心軸方向の長さが長い程、小さくなる。

つまり、図１５に示すように、電磁ホーン４として、長さＬＳの電磁ホーン４Ｓを用いる場合と、長さＬＬ（ＬＬ＞ＬＳ）の電磁ホーン４Ｌを用いる場合とでは、受信点での電界強度を同一電界強度にするために各電磁ホーン４Ｓ、４Ｌに入力する入力信号Ｓｉｎ１，Ｓｉｎ２を、それぞれ、異なる信号レベルに設定することができ、長さの長い電磁ホーン４Ｌを用いる方が入力信号の信号レベルを小さくすることができる。

このため、放射アンテナ５のアンテナゲインを大きくして、電磁波の放射効率を高めるには、電磁ホーン４に、中心軸方向の長さが長いものを使用するとよい。

本発明を適用した妨害排除能力試験装置の説明図である。 放射アンテナの説明図である。 本発明の異なる実施例を示す説明図である。 放射アンテナの異なる実施例を示す説明図である。 実験１の試験条件及びその実験結果を表す説明図である。 実験１による実験結果を表すグラフである。 実験２の試験条件及びその実験結果を表す説明図である。 実験２による実験結果を表すグラフである。 電磁ホーンと導波管との間隔を調整可能とした実施例を示す説明図である。 電磁波の偏波面を調整可能とした実施例を示す説明図である。 図８のＡ−Ａ矢視端面図である。 距離測定装置の測定方法を説明するための説明図である。 導波管の他の構成例を表す説明図である。 イミュニティ試験の試験条件の他の例を説明する説明図である。 電磁ホーンの長さによる受信電界強度の変化を説明する説明図である。

符号の説明

１…妨害排除能力試験装置、２…供試機器、３…テーブル、４…電磁ホーン、５…放射アンテナ、６…架台、７…電波無響室、８、８ａ〜８ｄ…導波管、８ｅ，８ｆ…導波板、９…距離測定装置、１０…信号発生器、１１…電波吸収体、１２…放射軸線、１３…電力増幅装置、１４…サーキュレータ、１５…電動機、１６…駆動用ベルト、１７…給電線、１８…ダミー抵抗器、２０…送信装置、４０…プローブ、４１…保持体、４２…コネクタ、４４…反射板、４５…電磁ホーン、４６…端面、４７…フランジ、４８…開口部、５０…放射アンテナ、５１…放射アンテナ、６０…ベアリング、６１…支持体、６２…プーリー、６３…プーリー、６４…ローラー、６５…凹部、７０…電波無響室、８０…導波管、８１…端面、８２…フランジ、９０…ボルト、９１…ナット、９２…貫通孔、１００…妨害排除能力試験装置。

Claims (5)

1. 放射アンテナから供試機器に向けて電磁波を放射することにより、供試機器の妨害排除能力を試験するのに使用される妨害排除能力試験装置であって、
   前記放射アンテナは、電磁ホーンと、該電磁ホーンと前記供試機器との間に配置されて前記電磁ホーンから放射された電磁波を前記供試機器に導く導波管と、を備え、
   前記電磁ホーンと前記導波管とは、前記供試機器の試験条件にて規定される前記電磁波の波長と略等しい距離にて、間隔を空けて配置され、
   前記導波管の軸方向の長さは、前記供試機器の試験条件にて規定される前記電磁ホーンの開口端面から前記供試機器迄の距離の略半分の長さに設定されていることを特徴とする妨害排除能力試験装置。
2. 前記導波管を前記電磁ホーンに対して接離可能に支持する支持部材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。
3. 前記支持部材は、スライドレールと、該スライドレール上に移動可能に設けられ前記導波管を支持する支持台と、からなることを特徴とする請求項２に記載の妨害排除能力試験装置。
4. 前記電磁ホーンを、その放射軸線を中心に回転させる回動手段を設けると共に、前記電磁ホーンからは、直線偏波の電磁波を放射するよう構成してなることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の妨害排除能力試験装置。
5. 前記電磁ホーンの周囲に、前記電磁ホーン開口面から後方に回り込む電磁波を反射して前記供試機器に導く反射板を設け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。

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