JP5309414B2 - 放射電波測定システム及び放射電波測定方法並びに放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体 - Google Patents
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Description
即ち、例えば、電波暗室などの試験サイト201において、妨害電磁波を発生する電子回路に見立てた送信アンテナ(球状ダイポールアンテナ)214を筐体213内に収容した状態で、測定室202側で、発振器(シグナルジェネレータ)221を駆動して電磁波発生用の電気信号を発生させ、これを電気/光(E/O)変換器222で光信号に変換した後、送信側の光ファイバケーブル203を通じて送信アンテナ214に導入する。
なお、上記のように発振器221と送信アンテナ214との間、および、測定アンテナ212と受信器224との間の接続に、それぞれ、光ファイバケーブル203,204を用いるのは、同軸ケーブルなどの電気ケーブルを用いると電気ケーブルから漏洩する電磁波によって測定に誤差が生じる可能性があるため、これを防止するためである。
そこで、例えば特開平5−333072号公報に記載されているように、図9により上述したような「球状ダイポールアンテナ」を、電子装置の放射電波特性を模擬する放射源として用い、電波暗室101などの試験サイトと実際の設置場所での電波伝搬特性と、電子装置の試験サイトでの放射電波とを測定し、これらの測定結果から電子装置を上記設置場所に実際に設置したときの妨害電磁波の分布を推定することが提案されている。
そして、例えば図8により上述した測定システム100によって試作機113によるEMIを測定する際には、上記のようにプロセス300,400においてそれぞれ独立して製造された筐体の試作品及び複数の電子回路ブロックの試作品をそれぞれ電波暗室101に一時期に集合させ、試作機113を組み立ててEMIの全体測定を行なう(ステップC1,C2)。
このように、従来の測定システム100では、EMI測定の度に、筐体および電子回路ブロックを全て一時期に測定室101に集合させなければならない。このため、特に、交換装置のように大規模な電子装置を対象とした場合は、製品開発プロセス全体に対する大きな負担となる。
このため、上記の公知技術を例えば図8により前述した測定システム100に単純に適用したとしても、電子回路ブロックの発生する妨害電磁波を正確に模擬して、電子回路ブロックを電波暗室101に集合させずにEMI測定することは不可能である。
(1)第1の案として、例えば、電子回路を格納するための筐体から放射される電波を
測定する放射電波測定システムであって、該電子回路から放射される電波をアンテナで受
信した結果である実測データと、該電子回路と該アンテナとの位置関係と、を対応付けた
対応関係を格納する記憶装置と、該筐体に格納され、電波を放射する電波放射装置と、
該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、該筐体と該電波受信装置との位
置関係と、該記憶装置に記憶された対応関係において当該位置関係と対応付けられた前記
実測データとに基づいて、該電波放射装置の放射する電波を制御する制御装置と、該電波
受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置とをそなえる、放射電波測定システム
を用いることができる。
(2)また、第2の案として、例えば、電子回路を格納するための筐体から放射される
電波を測定する放射電波測定方法であって、該筐体に格納された、電波を放射する電波放
射装置の放射電波を電波受信装置により受信し、該電子回路から放射される電波をアンテ
ナで受信した結果である実測データと、該電子回路と該アンテナとの位置関係と、を対応
付けた対応関係において、該筐体と該電波受信装置との位置関係と対応付けられた前記実
測データ、及び、当該位置関係に基づいて、該電波放射装置の放射する電波を制御装置に
より制御し、該電波受信装置で受信される該電波放射装置からの放射電波を測定装置によ
り測定する、放射電波測定方法を用いることができる。
電波を放射する電波放射装置と、該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、
該電波放射装置の放射する電波を制御する制御装置と、該電波受信装置で受信された放射
電波を測定する測定装置とをそなえた放射電波測定システムをコンピュータによって制御
するための放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体であって、該筐体に格納さ
れた、該電波放射装置の放射電波を該電波受信装置により受信する受信ステップと、該電
子回路から放射される電波をアンテナで受信した結果である実測データと、該電子回路と
該アンテナとの位置関係と、を対応付けた対応関係において、該筐体と該電波受信装置と
の位置関係と対応付けられた前記実測データ、及び、当該位置関係に基づいて、該電波放
射装置の放射する電波を該制御装置により制御する制御ステップとを含む処理を、該コン
ピュータに実行させるための放射電波測定制御プログラムが記録された、記録媒体を用い
ることができる。
(A)一実施形態の説明
図1は本発明の一実施形態としてのEMI測定システム(放射電波測定システム)を示すブロック図で、この図1に示すEMI測定システム1は、電磁波(以下、単に「電波」ともいう)の反射を抑制した電波暗室2において、ターンテーブル回転モータ21a付きのターンテーブル21,放射アンテナ22,アンテナ制御モータ23a付きの測定アンテナ23などが設置され、測定室3において、ターンテーブル制御装置31,アンテナ制御装置32,信号発生器(シグナルジェネレータ)33,電気/光(E/O)変換器34,スペクトラムアナライザ35,制御用のパーソナルコンピュータ(計算機;以下、単に「制御パソコン」という)36及び記憶装置37などが設置されて構成されている。なお、符号24は最終的なEMI測定対象の電子装置の筐体(キャビネット)を表す。
また、シグナルジェネレータ33は、制御パソコン36からの指示(発振波形データ)に応じた発振波形を有する信号(電気信号)を発生するためのものであり、E/O変換器34は、このシグナルジェネレータ33で発生した信号を光信号に変換するもので、ここで得られた光信号は光ケーブル4を通じて電波暗室2内の放射アンテナ22に導入されるようになっている。なお、これらのシグナルジェネレータ33とE/O変換器34との間は同軸ケーブルなどの伝送特性の良いケーブルを用いて接続する。
このため、本制御パソコン36は、その要部のハードウェア構成に着目すると、例えば図2に示すように、ディスプレイ(表示装置)38と本体39とをそなえており、本体39には、上記の記憶装置37をハードディスクとしてそなえるほか、CPU40,主記憶部(メインメモリ)41,フロッピーディスク(FD)やCD−ROM,MO(光磁気ディスク)などの記録媒体50に適したドライブ42などが設けられるとともに、上述したターンテーブル制御装置31やアンテナ制御装置32,シグナルジェネレータ33,スペクトラムアナライザ35などの計測機器をそれぞれGPIBにより接続するためのGPIBカード43が拡張バススロットなどに実装されており、これらのコンポーネントが内部バス44により相互に通信可能に接続されている。
まず、前段(事前)作業として、電子回路ブロック単体についての単体測定データ37aを入手する必要がある。これは、図8により前述した既存システム100を用いて測定することで得てもよいし、本EMI測定システム1を用いて測定することで得てもよい。
そして、上記の単体測定データ37aを使用して電子回路ブロック単体の妨害電磁波を模擬して実際に電子装置全体のEMI測定を行なうわけであるが、その前に、電子回路ブロック単体が発生する妨害電磁波の電界強度と同じ強さの電磁波が放射アンテナ22から放射されるシグナルジェネレータ33の発振波形(振幅値)を求める必要がある。
以上の作業をアンテナ高さ,アンテナ取り付け方向,ターンテーブル回転角の組み合わせ数だけ〔最後の組み合わせのデータ37aまで(ステップS11でYESと判定されるまで)〕、読み取りデータを順次次のデータに変更して(n=n+1;ステップS12)繰り返すことにより、全方向に対しての振幅値を求める(ステップS11のNOルート)。
以上の作業を、アンテナ高さ,アンテナ取り付け方向,ターンテーブル回転角の組み合わせ数だけ〔最後の組み合わせのデータ37aまで(ステップS26でYESと判定されるまで)〕、読み取りデータを、順次、次のデータに変更して(n=n+1;ステップS27)繰り返すことにより、全方向に対して筐体24を含めた電子装置のEMIを、電子回路ブロック単体の妨害電磁波を模擬した電磁波によって求めて、順次、記録してゆく(ステップS26のNOルート)。ただし、この場合は、校正プロセス52のようにアンテナ高さ,アンテナ取り付け方向及びターンテーブル回転角毎にデータを全て記録する必要はなく、各周波数帯域における最大電界強度のみを記録しておけばよい(「最大値保持モード」)。
しかも、本実施形態では、校正プロセス52において、測定アンテナ23で実際に受信される電磁波の測定データが予め測定された実測データ372に一致するよう校正した電波放射状態データ(発振波形,振幅値)に従って放射アンテナ22の電磁波放射状態を制御するので、放射アンテナ22から放射される電磁波を、より実際の電子回路ブロックの妨害電磁波に近づけることができて、高精度な電子回路ブロック単体の妨害電磁波の模擬が実現されている。
換言すれば、1度校正プロセス52によって求めた電子回路ブロック単体の妨害電磁波(電波放射状態データ)は、その電子回路ブロック単体の仕様等に変更が無く上記の測定条件データ371及び実測データ372に変更が無い限り、そのまま実際の電子回路ブロック単体の妨害電磁波として代用することができる。
(B)その他
なお、図4により上述した校正プロセス52におけるデータソートステップS2は、予め得られている単体測定データ37aの並びがもともと測定条件の変更順序に適した並びになっている場合は、勿論、省略可能である。また、測定(条件)項目は、勿論、必ずしも、図3に示すような項目でなくてもよく、使用する測定アンテナ23の種類やターンテーブル21の種類に応じて測定項目は変更すればよい。
そして、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
〔付記1〕 電波を放射する電波放射装置と、
該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、
該放射電波の測定条件を変更しうる測定条件変更装置と、
該電波受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置と、
所定の測定条件下で予め測定された電子回路の放射電波の実測データとその測定時の測定条件データとに基づいて該測定条件変更装置と該電波放射装置とを制御して、上記の測定条件と同じ測定条件下において該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる制御装置とをそなえたことを特徴とする、放射電波測定システム。
該測定条件データと該実測データとを取得するデータ取得手段と、
該データ取得手段によって取得した該測定条件データと該実測データとに従って該測定条件変更装置と該電波放射装置の電波放射状態とを制御して、該電波受信装置で受信される放射電波の該測定装置での測定データが該実測データに一致するときの該電波放射装置の電波放射状態データを求めるデータ校正手段と、
該データ校正手段によって求められた該電波放射状態データに従って該電波放射装置の電波放射状態を制御することによって該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる電波放射状態制御手段とをそなえていることを特徴とする、付記1記載の放射電波測定システム。
該データ校正手段によって求められた該電波放射状態データを記録装置に記録する記録制御手段をさらにそなえていることを特徴とする、付記2記載の放射電波測定システム。
〔付記4〕 該データ校正手段が、
該実測データが周波数領域のデータとして得られている場合に、当該実測データを逆フーリエ変換して時間領域の発振波形データに変換する逆フーリエ変換手段と、
該逆フーリエ変換手段によって得られた該発振波形データに基づいて該電波放射装置の放射電波の発振波形を生成する発振波形生成手段とをそなえていることを特徴とする、付記2又は付記3に記載の放射電波測定システム。
複数種類の測定条件に応じて複数組の測定条件データ及び実測データが存在する場合に、所定の順序で該測定条件の制御と該電波放射状態の制御とを繰り返し行なうように構成されたことを特徴とする、付記2〜4のいずれか1項に記載の放射電波測定システム。
該複数組の測定条件データ及び実測データを測定条件の変更順序に適した順序にソートするデータソート手段をさらにそなえていることを特徴とする、付記5記載の放射電波測定システム。
〔付記7〕 電波を放射する電波放射装置と、該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、該放射電波の測定条件を変更しうる測定条件変更装置と、該電波受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置とをそなえた放射電波測定システムにおいて、
所定の測定条件下で予め測定された電子回路の放射電波の実測データとその測定時の測定条件データとを取得するデータ取得ステップと、
該測定条件データと該実測データとに基づいて該測定条件変更装置と該電波放射装置とを制御して、上記の測定条件と同じ測定条件下において該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる制御ステップと、
該放射電波受信装置で受信される該電波放射装置からの放射電波を測定する測定ステップとを実行することを特徴とする、放射電波測定方法。
該測定条件データと該実測データとに従って該測定条件変更装置と該電波放射装置の電波放射状態とを制御して、該電波受信装置で受信される放射電波の該測定装置での測定データが該実測データに一致するときの該電波放射装置の電波放射状態データを求めるデータ校正プロセスと、
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データに従って該電波放射装置の電波放射状態を制御することによって該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる電波放射状態制御プロセスとを実行することを特徴とする、付記7記載の放射電波測定方法。
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データを記録することを特徴とする、付記8記載の放射電波測定方法。
〔付記10〕 該データ校正プロセスが、
該実測データが周波数領域のデータとして得られている場合に、当該実測データを逆フーリエ変換して時間領域の発振波形データに変換する逆フーリエ変換ステップと、
該逆フーリエ変換ステップで得られた該発振波形データに基づいて該電波放射装置の放射電波の発振波形を生成する発振波形生成ステップとを含むことを特徴とする、付記8又は付記9に記載の放射電波測定方法。
複数種類の測定条件に応じて複数組の測定条件データ及び実測データが存在する場合は、所定の順序で該測定条件の制御と該電波放射状態の制御とを繰り返し行なうことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の放射電波測定方法。
該複数組の測定条件データ及び実測データを測定条件の変更順序に適した順序にソートするデータソートステップを含むことを特徴とする、付記11記載の放射電波測定方法。
〔付記13〕 電波を放射する電波放射装置と、該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、該放射電波の測定条件を変更しうる測定条件変更装置と、該電波受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置とをそなえた放射電波測定システムをコンピュータによって制御するための放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体であって、
所定の測定条件下で予め測定された電子回路の放射電波の実測データとその測定時の測定条件データとを取得するデータ取得ステップと、
該測定条件データと該実測データとに基づいて該測定条件変更装置と該電波放射装置とを制御して、上記の測定条件と同じ測定条件下において該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる制御ステップとを含む処理を、該コンピュータに実行させるための放射電波測定制御プログラムが記録されたことを特徴とする、放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
該制御ステップを該コンピュータに実行させる際に、
該測定条件データと該実測データとに従って該測定条件変更装置と該電波放射装置の電波放射状態とを制御して、該電波受信装置で受信される放射電波の該測定装置での測定データが該実測データに一致するときの該電波放射装置の電波放射状態データを求めるデータ校正プロセスと、
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データに従って該電波放射装置の電波放射状態を制御することによって該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射装置から放射させる電波放射状態制御プロセスとを、さらに該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記13記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
該制御ステップを該コンピュータに実行させる際に、
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データを記録装置に記録させるステップを、さらに該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記14記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
該データ校正プロセスを該コンピュータに実行させる際に、
該実測データが周波数領域のデータとして得られている場合に、当該実測データを逆フーリエ変換して時間領域の発振波形データに変換する逆フーリエ変換ステップと、
該逆フーリエ変換ステップで得られた該発振波形データに基づいて該電波放射装置の放射電波の発振波形を生成する発振波形生成ステップとを含む処理を、さらに該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記14又は付記15に記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
該データ校正プロセスを該コンピュータに実行させる際に、
複数種類の測定条件に応じて複数組の測定条件データ及び実測データが存在する場合は、所定の順序で該測定条件の制御と該電波放射状態の制御とを繰り返し該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記14〜16のいずれか1項に記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
該データ校正プロセスを該コンピュータに実行させる際に、
該複数組の測定条件データ及び実測データを測定条件の変更順序に適した順序にソートするデータソートステップを、該コンピュータに実行させることを特徴とする、付記17記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
2 電波暗室
3 測定室
4 光ケーブル(シングルモード光ファイバケーブル)
5 同軸ケーブル
6 回路設計プロセス
7 筐体(キャビネット)設計プロセス
21 ターンテーブル
21a ターンテーブル回転モータ(測定条件変更装置)
22 放射アンテナ(球状ダイポールアンテナ;電波放射装置)
23 測定アンテナ(電波受信装置)
23a アンテナ制御モータ(測定条件変更装置)
24 筐体(キャビネット)
31 ターンテーブル制御装置(測定条件変更装置)
32 アンテナ制御装置(測定条件変更装置)
33 シグナルジェネレータ(信号発生器)
34 電気/光(E/O)変換器
35 スペクトラムアナライザ(測定装置)
36 制御用のパーソナルコンピュータ(計算機;制御装置)
37 記憶装置(ハードディスク)
37a 単体測定データ
37b 測定結果データ
38 ディスプレイ
39 本体
40 CPU
41 主記憶部(メインメモリ)
42 ドライブ
43 GPIB(General Purpose Interface Bus)カード
51 EMI測定制御プログラム(放射電波測定制御プログラム)
52 データ校正プロセス
53 測定プロセス
61 データ取得手段
62 データ校正手段
63 データソート手段
64 逆FFT変換手段
65 発振波形生成手段
66 記録制御手段
67 電波放射状態制御手段
371 測定条件データ
372 電界強度データ(実測データ)
Claims (5)
- 電子回路を格納するための筐体から放射される電波を測定する放射電波測定システムで
あって、
該電子回路から放射される電波をアンテナで受信した結果である実測データと、該電子
回路と該アンテナとの位置関係と、を対応付けた対応関係を格納する記憶装置と、
該筐体に格納され、電波を放射する電波放射装置と、
該電波放射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、
該筐体と該電波受信装置との位置関係と、該記憶装置に記憶された対応関係において当
該位置関係と対応付けられた前記実測データとに基づいて、該電波放射装置の放射する電
波を制御する制御装置と、
該電波受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置とをそなえる、ことを特徴と
する、放射電波測定システム。
- 電子回路を格納するための筐体から放射される電波を測定する放射電波測定方法であっ
て、
該筐体に格納された、電波を放射する電波放射装置の放射電波を電波受信装置により受
信し、
該電子回路から放射される電波をアンテナで受信した結果である実測データと、該電子
回路と該アンテナとの位置関係と、を対応付けた対応関係において、該筐体と該電波受信
装置との位置関係と対応付けられた前記実測データ、及び、当該位置関係に基づいて、該
電波放射装置の放射する電波を制御装置により制御し、
該電波受信装置で受信される該電波放射装置からの放射電波を測定装置により測定する
、ことを特徴とする、放射電波測定方法。
- 電子回路を格納するための筐体に格納されて電波を放射する電波放射装置と、該電波放
射装置の放射電波を受信する電波受信装置と、該電波放射装置の放射する電波を制御する
制御装置と、該電波受信装置で受信された放射電波を測定する測定装置とをそなえた放射
電波測定システムをコンピュータによって制御するための放射電波測定制御プログラムが
記録された記録媒体であって、
該筐体に格納された、該電波放射装置の放射電波を該電波受信装置により受信する受信
ステップと、
該電子回路から放射される電波をアンテナで受信した結果である実測データと、該電子
回路と該アンテナとの位置関係と、を対応付けた対応関係において、該筐体と該電波受信
装置との位置関係と対応付けられた前記実測データ、及び、当該位置関係に基づいて、該
電波放射装置の放射する電波を該制御装置により制御する制御ステップとを含む処理を、
該コンピュータに実行させるための放射電波測定制御プログラムが記録された、ことを特
徴とする、放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
- 該放射電波測定制御プログラムが、
該制御ステップを該コンピュータに実行させる際に、
前記対応関係に従って、該筐体と該電波受信装置との位置関係と該電波放射装置の電波
放射状態とを制御して、該電波受信装置で受信される放射電波の該測定装置での測定デー
タが該実測データに一致するときの該電波放射装置の電波放射状態データを求めるデータ
校正プロセスと、
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データに従って、該電波放射装置の
電波放射状態を制御することによって該電子回路の放射電波を模擬した電波を該電波放射
装置から放射させる電波放射状態制御プロセスとを、さらに該コンピュータに実行させる
、ことを特徴とする、請求項3記載の放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体
。
- 該放射電波測定制御プログラムが、
該制御ステップを該コンピュータに実行させる際に、
該データ校正プロセスで求められた該電波放射状態データを記録装置に記録させるステ
ップを、さらに該コンピュータに実行させる、ことを特徴とする、請求項4記載の放射電
波測定制御プログラムが記録された記録媒体。
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