JP5472179B2

JP5472179B2 - シールド室監視システム

Info

Publication number: JP5472179B2
Application number: JP2011070422A
Authority: JP
Inventors: 貴志金本; 良彦室永; 祐輔白川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: JP2012202946A

Description

この発明は、電磁シールド室のシールド性能を２４時間連続監視するシールド室監視システムに関するものであり、特に、一般事務所などの広いシールド室、或いはこのシールド室を複数含む建物全体のシールド性能を監視するシールド室監視システムに関する。

電磁シールド室は、試験用以外に一般事務所用としても利用されている。この場合の電磁シールド室は、一般の事務所で使用されているＯＡ機器の電波的防護を目的としたコンピュータセキュリティ対策として適用されている。その防護目的の具体例としては、ＯＡ機器に内蔵される電子回路からの電磁波放射に伴う情報漏洩を防止すること、およびＯＡ機器が発生する電磁波放射に起因する他の機器の誤動作を防護することが挙げられる。このような一般事務所用の用途では、外乱からの電磁波盗聴、電磁波妨害等に対処するために常時の性能監視が必要である。

特許文献１には、電磁シールド室の性能を常時監視し、電磁シールド室内部に設置したＯＡ機器に関して常に適正なセキュリティレベルを維持することができるシールド室監視システムが提案されている。この特許文献１の図４によると、シールド室内部に送信アンテナを有する送信装置を１台設け、シールド壁を挟んでシールド室外部に当該送信装置が送信した電波信号を受ける受信アンテナを有する受信装置を複数台常設することによりシールド室の性能を監視し、性能低下時には警報を発する監視装置を備えている。

特許第４６３３４７６号公報（第１−９頁、第４図）

特許文献１のシールド室監視システムによると、比較的狭いシールド室については、電磁シールド性能を常時監視でき、外乱電磁妨害に対して確実にセキュリティレベルを維持できる。しかし、一般事務所などの広いシールド室又はシールドフロア、及びこのシールド室を複数含む建物に適用する場合には、従来のように室内中央部に送信装置を１台、受信装置を室外に複数台常設しても、送信電波が室内全域まで十分届かないことがあった。また、送信装置と離れた室外に複数の受信装置を配置するため、金属製のロッカー、机、棚などの電波遮蔽物及び外乱電波の影響を受けやすいという問題があった。

この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、一般事務所の広いフロアのようなシールド室を複数有する建物などのシールド室であっても、電磁波放射に伴う情報漏洩を防止し、外乱電波妨害に対処できるシールド室監視システムを得ることを目的とする。

この発明に係るシールド室監視システムは、シールド壁に囲われたシールド室のシールド性能の劣化を監視するシールド室監視システムであって、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、第１周波数の電波を送信する第１送信アンテナと、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第１送信アンテナが送信した前記第１周波数の電波が、前記シールド壁から漏洩したものを受信する第１受信アンテナと、前記シールド壁に設けられた前記シールド壁よりもシールド性能が劣化しやすい部材から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、前記第１周波数よりも高い周波数である第２周波数の電波を前記部材へ送信する第２送信アンテナと、前記部材から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第２送信アンテナが送信した前記第２周波数の電波が、前記部材から漏洩したものを受信する第２受信アンテナと、前記シールド室内に設けられた送信機から前記第１周波数の電波又は前記第２周波数の電波を前記シールド室内に送信し、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナに受信させる監視機能点検装置と、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナが受信した信号の受信レベルに基づいてシールド性能値を算出し、前記シールド性能値があらかじめ設定した値以下となった場合に警報を出力する監視制御装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によると、監視部位を、一般監視部位と重点監視部位の２つに分類し、異なる周波数を用い、監視することにより、電波干渉を防ぎ、各監視部位に適した電波測定が可能となる。

また、本発明によると、シールド監視システムが正常に動作するのかを確認することができる。

この発明の実施の形態１に係るシールド室監視システムの構成を表すブロック図である。この発明の実施の形態１において、一般監視部位であるシールド壁を監視する配置図である。この発明の実施の形態１において、重点監視部位であるシールド扉を監視する配置図である。この発明の実施の形態１において、監視部位から漏洩が発生したときの、本システムの動作説明図である。この発明の実施の形態２に係るシールド室監視システムの構成を表すブロック図である。

実施の形態１．
図１は本実施の形態１のシールド室監視システムにおける回路構成を示すブロック図であり、一般事務所などの、仕切りの無い広いフロアのようなシールド室に本システムを適用した例である。シールド室は、シールド壁１、図示していない床、天井、及びシールド室に出入りするシールド扉２に導電体を施した電磁シールド面で囲まれている。シールド室内において、特に監視する必要のある監視部位を複数個所設定し、更にこの監視部位を、例えばシールド壁１、床、天井などの一般監視部位と、シールド扉２、図示していないフィルタパネルなどシールド性能が劣化しやすい重点監視部位との２種類に性能劣化レベルにより分類する。それぞれの分類に対応する２種類の周波数を用いて、かつ時分割して順次シールド性能を監視する。

本システムの周波数には、比較的狭いエリアの電波通信に適し、免許不要である、平成元年に制定された「特定小電力無線局」を利用する。免許不要局の周波数の中から、使用用途と周波数帯（Ｖ／ＵＨＦ帯）が本システムに適合する周波数ｆ１，ｆ２の２種類を選択した。一般監視部位は周波数ｆ１を、重点監視部位は周波数ｆ２を用いる。なお、図１は、重点監視部位がシールド扉２だけの例である。

一般監視部位を監視する周波数ｆ１として、シールド壁１を広範囲に監視するために、距離減衰が小さいのでより広範囲に監視可能な波長の長い低周波帯を利用する。重点監視部位を監視する周波数ｆ２としては、波長が短かく、シールド扉２やフィルタパネル等の小さな隙間まで監視可能である高周波帯を利用する。シールド扉２は、これを開閉する回数に応じてシールド性能の劣化が著しいため重点監視部位としている。

フィルタパネルは、本システムに用いる各種の電源線、メタルケーブル、光ケーブル、同軸ケーブルなどの信号線がシールド壁１を貫通する部位に電源フィルター、信号フィルター、光貫通管、同軸コネクタ等を設置するためのシールドパネルであり、特に光ケーブルの施工を誤るとシールド性能が劣化する恐れがあるため、重点監視部位としている。

ｆ１送信装置３は周波数ｆ１の電波信号を送信するものであり、シールド室外の一般監視部位近傍の天井面とこの天井面の下部に設けた天井板との間の天井裏空間部に複数配置されている。同様にｆ２送信装置４は周波数ｆ２の電波信号を送信するものであり、重点監視部位であるシールド扉２近傍のシールド室外の天井裏に設置される。ｆ１送信装置３、ｆ２送信装置４はどちらも、無指向性の送信アンテナを有している。この送信アンテナは例えば、主に天井面に平行な面内に電波を照射し、その偏波面や取り付け角度を調整可能な水平面内無指向性アンテナである。なお、各ｆ１送信装置３及びｆ２送信装置４は、後述する送信多重制御装置５からの制御信号に従って、順次時分割して電波を送信するため、周波数ｆ１又は周波数ｆ２の電波が複数同時に送信されることはない。

図２には、一般監視部位であるシールド壁１を監視するための配置図を示す。図２に示すように、監視範囲が回折損の影響により狭くならず、アンテナの覆域を有効利用できるように、ｆ１送信装置３が１台に対しｆ１受信アンテナ６が１台を基本とし、シールド壁１から２ｍ程度離れた場所の、天井面とこの天井面の下部に設けた天井板との間の天井裏空間部に、シールド壁１を挟み配置する。ｆ１受信アンテナ６も送信装置が有する送信アンテナと同様に無指向性アンテナであり、例えば、主に天井面に平行な面内に電波を照射する水平面内無指向性アンテナである。従って、左右双方のｆ１送信装置３からの電波を、１台のｆ１受信アンテナ６で受信する。ｆ１送信装置３とｆ１受信アンテナ６の離隔距離は例えば、シールド壁１を挟んで対向している位置を基準として、シールド壁１に沿って１０ｍ以内である。

図３には、重点監視部位であるシールド扉２を監視するための配置図を示す。ｆ２受信アンテナ７は周波数ｆ２に対応するもので、主にシールド扉２の劣化を検知するために、シールド扉２の室内近傍の天井裏に設置され、監視対象から２ｍ程度離隔した位置に配置され、同様に監視対象から２ｍ程度離隔した位置に当該ｆ２受信アンテナ７と対向して配置されたｆ２送信装置４が有する送信アンテナからの電波信号を受信する。ｆ２受信アンテナ７もｆ１受信アンテナ６と同様の無指向性アンテナである。

周波数ｆ１用の複数のｆ１受信アンテナ６は、１台の周波数ｆ１用のｆ１受信装置８に集約されて同軸ケーブルで接続される。ｆ２受信アンテナ７は周波数ｆ２用のｆ２受信装置９と接続される。ｆ１受信装置８、ｆ２受信装置９及び受信多重制御装置１０はシールド室内部でもセキュリティレベルが低く比較的保守員の出入りが容易な場所等にまとめて設置される。

送信多重制御装置５はシールド室外に設置されており、受信多重制御装置１０により時分割多重化された受信信号を、光ケーブルを介して受信する。送信多重制御装置５は、同一周波数が割り当てられた複数のｆ１送信装置３の電波発射時刻が重ならないよう順次時分割して電波を送信するように、ｆ１送信装置３へ送信・停止の制御信号を送る。これにより、全ての送信装置が互いに干渉せずに送信できる。周波数の異なるｆ１送信装置３とｆ２送信装置４とは、送信電波の干渉を考慮する必要が無いので、電波発射タイミングの制御はしない。

すなわち、送信多重制御装置５は次の制御を行う。
（１）同一周波数ｆ１を割り当てられた送信装置（つまり、ｆ１送信装置３）にはあらかじめ電波発射の順番が決められており、送信多重制御装置５が順番に電波発射の制御信号を送る。
（２）この制御信号を受けたｆ１送信装置３は、規定時間の電波発射を終えた後に、電波発射終了の応答を送信多重制御装置５に返す。
（３）この応答を受けた送信多重制御装置５は、順番に次のｆ１送信装置３に電波発射の制御信号を送る。
この制御を繰り返すことによって、時分割して、ｆ１送信装置３の送信・停止を制御する。

監視機能点検装置１１は、この装置のシールド室外に設けた受信機１１ａとシールド室内の監視機能点検装置１１に設けた送信機１１ｂとを同軸コネクタを介して接続したものである。送信多重制御装置５に接続されシールド室外に設けた監視機能点検スイッチをＯＮにすることにより、シールド室外で受けた電波を室内へ送信する。この結果、シールド室のシールド性能を一時的に劣化させるものであり、シールド監視システムが正常に動作するのか、すなわち、電波漏洩を検知して警報を発令することを確認するために利用する。

監視機能点検装置１１を用いた監視機能の点検手順は、次の通りである。
（１）フロアのシールド室外に設けた監視機能点検スイッチを押す。
（２）監視機能点検装置１１のシールド室外に設けた受信機１１ａが受信した電波を同軸ケーブルを介して、監視機能点検装置１１のシールド室内に設けた送信機１１ｂまで伝搬し、シールド室内部へ送信する。
（３）当該送信機１１ｂの近傍に位置する受信アンテナが検出し、監視画面で当該受信アンテナが漏洩となることを点検する。

監視制御装置１２は、送信多重制御装置５と接続されており、建物の１階などのシールド室から離れた監視室に設置されている。これは最終的にユーザーがシールド性能を確認するためのインタフェースであり、各ｆ１受信装置８及びｆ２受信装置９から受けた受信レベルに基づいて算出したシールド性能値がその表示装置にバーグラフで表示される。監視制御装置１２に別途測定したシールド室のシールド性能値をあらかじめ設定しておくことにより、シールド性能が劣化して所定の警報基準値を切った場合に警報を発生することができる。

図４は、シールド壁１などの監視部位から漏洩が発生した場合の、本システムの動作説明図である。図４（ａ）には、漏洩が発生したときの、ｆ１送信装置３、ｆ２送信装置４、及びｆ１受信装置８、ｆ２受信装置９の動作を示す。漏洩が発生すると、各送信装置からの電波信号を受信している各受信装置の受信レベルが急に上昇する。この各受信装置の出力を、受信多重制御装置１０、送信多重制御装置５を介して監視制御装置１２が受信する。

図４（ｂ）には、漏洩が発生したときの、監視制御装置１２の動作を示す。監視制御装置１２は、受信レベルに基づいてシールド性能値を算出する。このシールド性能値が、あらかじめ設定しておいた警報基準値より低下したときに、警報を発生する。

なお、本実施の形態では、重点監視部位が、シールド扉１個だけの場合を示したが、複数個所の場合であっても、対応する送信装置ｆ２、受信アンテナｆ２を追加することにより同様の効果を奏する。

以上のように本実施の形態１によれば、受信アンテナをシールド室内に配置したことにより、シールド室外で発生した外乱の影響を排除することができる。受信アンテナと受信装置を分離し、受信装置を監視する周波数毎に１台に集約したことにより、個別に配置される受信アンテナは保守対象外とすることが可能となる。特に本システムが導入されるようなセキュリティレベルの高い施設における保守性は大幅に向上する。

また、監視する周波数としてｆ１とｆ２の２種類を用い、シールド壁などの一般監視部位を低周波数ｆ１で監視し、シールド扉などの重点監視部位を高周波数ｆ２で監視することにより、各監視部位に適した電波測定が可能となり、測定精度が向上する。

更に、送信装置と受信アンテナを監視部位近傍に対向して配置したことにより、送信電波が受信アンテナまで確実に届くようになり、従来システムで問題であった本システム据付後の室内レイアウト変更による電波環境変化の影響を受けにくくなった。特に、シールド壁などの監視のために、ｆ１送信装置３とｆ１受信アンテナ６を、シールド壁を挟み配置することにより、アンテナの覆域を利用して壁面を広範囲に漏れなく監視できる効果を奏する。

実施の形態２．
図５には、実施の形態２に係るシールド室監視システムの構成を表すブロック図を示す。実施の形態１は、一般事務所などの、１つの階における広いフロアのようなシールド室に本システムを適用した例であるが、本実施の形態では、複数の階・フロアを備えた建物に本システムを適用した例である。各階のフロアに設けたシールド室監視システムは、図１に示す実施の形態１の構成から監視制御装置１２を除いたものであり、シールド壁１、シールド扉２、ｆ１送信装置３、ｆ２送信装置４、送信多重制御装置５、ｆ１受信アンテナ６、ｆ２受信アンテナ７、ｆ１受信装置８、ｆ２受信装置９、受信多重制御装置１０、監視機能点検装置１１を備えている。

送信多重制御装置５は、各階のシールド室外部にそれぞれ設置されており、実施の形態１と同様に、各送信装置３が順次、時分割して電波を送信するように送信・停止の制御信号を送ると共に、受信多重制御装置１０により時分割多重化された受信信号を、光ケーブルを介して受信した後、監視制御装置２２へ送る。監視制御装置２２は特定の階の監視室に１台設設置され、各階に設けた送信多重制御装置５から時分割多重化された受信信号を受信すると、実施の形態１と同様に、その表示装置にシールド性能値を表示し、各監視部位から漏洩が発生した場合には警報を発生する。

このように本実施の形態では、建物の各階に、実施の形態１と同様のシステムを監視制御装置１２を除いて設置し、各階に設けた送信多重制御装置５からの受信信号を、監視室に設けた監視制御装置２２が受けて表示することにより、建物の各階に設置された広いシールド室のシールド性能を監視室にて集約して監視できる効果を奏する。

１シールド壁
２シールド扉
３ｆ１送信装置
４ｆ２送信装置
５送信多重制御装置
６ｆ１受信アンテナ
７ｆ２受信アンテナ
８ｆ１受信装置
９ｆ２受信装置
１０受信多重制御装置
１１監視機能点検装置
１２監視制御装置

Claims

シールド壁に囲われたシールド室のシールド性能の劣化を監視するシールド室監視システムであって、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、第１周波数の電波を送信する第１送信アンテナと、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第１送信アンテナが送信した前記第１周波数の電波が、前記シールド壁から漏洩したものを受信する第１受信アンテナと、前記シールド壁に設けられたシールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、前記第１周波数よりも高い周波数である第２周波数の電波を前記シールド扉又はシールドパネルへ送信する第２送信アンテナと、前記シールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第２送信アンテナが送信した前記第２周波数の電波が、前記シールド扉又はシールドパネルから漏洩したものを受信する第２受信アンテナと、前記第１受信アンテナの出力信号を受信する第１受信装置と、前記第２受信アンテナの出力信号を受信する第２受信装置と、前記第１及び第２受信装置の出力信号を多重化する受信多重制御装置と、前記第１送信アンテナを有する第１送信装置と、前記第２送信アンテナを有する第２送信装置と、時分割して順次、複数設けられた前記第１送信アンテナが前記第１周波数の電波を送信するように前記第１送信装置へ制御信号を送る送信多重制御装置と、この送信多重制御装置と接続され、前記シールド室内に設けられた送信機から前記第１周波数の電波又は前記第２周波数の電波を前記シールド室内に送信し、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナに受信させる監視機能点検装置と、前記受信多重制御装置が出力した信号の受信レベルに基づいてシールド性能値を算出して表示し、前記シールド性能値があらかじめ設定した値以下となった場合に警報を出力する監視制御装置とを備えたことを特徴とするシールド室監視システム。
シールド壁に囲われたシールド室のシールド性能の劣化を監視するシールド室監視システムであって、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、第１周波数の電波を送信する第１送信アンテナと、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第１送信アンテナが送信した前記第１周波数の電波が、前記シールド壁から漏洩したものを受信する第１受信アンテナと、前記シールド壁に設けられたシールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、前記第１周波数よりも高い周波数である第２周波数の電波を前記シールド扉又はシールドパネルへ送信する第２送信アンテナと、前記シールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第２送信アンテナが送信した前記第２周波数の電波が、前記シールド扉又はシールドパネルから漏洩したものを受信する第２受信アンテナと、前記第１受信アンテナの出力信号を受信する第１受信装置と、前記第２受信アンテナの出力信号を受信する第２受信装置と、前記第１送信アンテナを有する第１送信装置と、前記第２送信アンテナを有する第２送信装置と、時分割して順次、複数設けられた前記第１送信アンテナが前記第１周波数の電波を送信するように前記第１送信装置へ制御信号を送る送信多重制御装置と、この送信多重制御装置と接続され、前記シールド室内に設けられた送信機から前記第１周波数の電波又は前記第２周波数の電波を前記シールド室内に送信し、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナに受信させる監視機能点検装置と、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナが受信した信号の受信レベルに基づいてシールド性能値を算出し、前記シールド性能値があらかじめ設定した値以下となった場合に警報を出力する監視制御装置とを備えたことを特徴とするシールド室監視システム。
シールド壁に囲われたシールド室のシールド性能の劣化を監視するシールド室監視システムであって、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、第１周波数の電波を送信する第１送信アンテナと、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第１送信アンテナが送信した前記第１周波数の電波が、前記シールド壁から漏洩したものを受信する第１受信アンテナと、前記シールド壁に設けられたシールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、前記第１周波数よりも高い周波数である第２周波数の電波を前記シールド扉又はシールドパネルへ送信する第２送信アンテナと、前記シールド扉又はシールドパネルから所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第２送信アンテナが送信した前記第２周波数の電波が、前記シールド扉又はシールドパネルから漏洩したものを受信する第２受信アンテナと、前記シールド室内に設けられた送信機から前記第１周波数の電波又は前記第２周波数の電波を前記シールド室内に送信し、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナに受信させる監視機能点検装置と、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナが受信した信号の受信レベルに基づいてシールド性能値を算出し、前記シールド性能値があらかじめ設定した値以下となった場合に警報を出力する監視制御装置とを備えたことを特徴とするシールド室監視システム。
シールド壁に囲われたシールド室のシールド性能の劣化を監視するシールド室監視システムであって、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、第１周波数の電波を送信する第１送信アンテナと、前記シールド壁から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第１送信アンテナが送信した前記第１周波数の電波が、前記シールド壁から漏洩したものを受信する第１受信アンテナと、前記シールド壁に設けられた前記シールド壁よりもシールド性能が劣化しやすい部材から所定距離だけ離隔して前記シールド室外に配置され、前記第１周波数よりも高い周波数である第２周波数の電波を前記部材へ送信する第２送信アンテナと、前記部材から所定距離だけ離隔して前記シールド室内に配置され、前記第２送信アンテナが送信した前記第２周波数の電波が、前記部材から漏洩したものを受信する第２受信アンテナと、前記シールド室内に設けられた送信機から前記第１周波数の電波又は前記第２周波数の電波を前記シールド室内に送信し、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナに受信させる監視機能点検装置と、前記第１受信アンテナ又は前記第２受信アンテナが受信した信号の受信レベルに基づいてシールド性能値を算出し、前記シールド性能値があらかじめ設定した値以下となった場合に警報を出力する監視制御装置とを備えたことを特徴とするシールド室監視システム。