JP5696387B2 - Calibration method and calibration apparatus for electric field probe, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電子機器等から発生している電界を測定する電界プローブの校正方法及び校正装置、並びに電界プローブの校正を行うためのコンピュータプログラムの技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a calibration method and calibration apparatus for an electric field probe for measuring an electric field generated from, for example, an electronic device, and a computer program for calibrating the electric field probe.
携帯電話等の無線通信装置の内部の電子回路から発生するノイズが、他の電子回路等の動作に悪影響を及ぼす自己干渉が問題となっている。例えば、携帯電話が備える無線モジュールから発生するノイズが、携帯電話が備える地上波デジタル放送受信用のアンテナの感度劣化を引き起こす自己干渉が問題となっている。 Self-interference, in which noise generated from an electronic circuit inside a wireless communication device such as a cellular phone adversely affects the operation of other electronic circuits, is a problem. For example, self-interference caused by noise generated from a wireless module included in a mobile phone causes deterioration in sensitivity of a terrestrial digital broadcast receiving antenna included in the mobile phone is a problem.
ノイズの悪影響を抑制するために、ノイズである電磁波を測定することによって電磁波（つまり、ノイズ）の可視化を図ると共に可視化の結果に応じた対策を施すことが好ましい。電磁波は、測定対象物の近傍に配置される電界プローブの出力に基づいて測定される。但し、電界プローブの出力は電圧値であって電界値ではない。このため、電磁波の測定のためには、電界プローブの出力である電圧値が電界値に変換される。 In order to suppress the adverse effect of noise, it is preferable to visualize the electromagnetic wave (that is, noise) by measuring the electromagnetic wave, which is noise, and to take measures according to the visualization result. The electromagnetic wave is measured based on the output of the electric field probe arranged in the vicinity of the measurement object. However, the output of the electric field probe is a voltage value, not an electric field value. For this reason, for the measurement of electromagnetic waves, the voltage value that is the output of the electric field probe is converted into an electric field value.
電圧値から電界値への変換を適切に行うためには、電界プローブの出力である電圧値と電界プローブの測定対象となる電界値との関係を確定する校正動作が行われることが好ましい。校正動作の一例として、例えば、非特許文献１には、導体板（言い換えれば、接地導体）の上空（つまり、空中）に円筒導体を固定する円筒モデルを用いて行われる校正動作が開示されている。具体的には、円筒導体に電流を流すことで発生する基準電界を電界プローブによって測定することで得られる電圧値と円筒導体から発生している基準電界に基づいて得られる基準値（基準電界値）とに基づいて行われる校正動作が開示されている。
In order to appropriately convert the voltage value to the electric field value, it is preferable to perform a calibration operation for determining the relationship between the voltage value that is the output of the electric field probe and the electric field value to be measured by the electric field probe. As an example of the calibration operation, for example, Non-Patent
上述した円筒モデルは、円筒導体を高い精度で製造することが困難であるという技術的な問題点を有している。更には、円筒導体を導体板の上空に固定する必要があるための特別な治具が必要になる。従って、円筒モデルに基づく校正動作を実際に実現するには多少の困難が伴う。加えて、円筒モデルの実現の困難性に起因して、円筒導体の形状の精度のばらつきや円筒導体の固定の精度のばらつきによって、校正の精度（更には、校正の後に行われる測定の精度）が変動してしまいかねない。 The cylindrical model described above has a technical problem that it is difficult to manufacture a cylindrical conductor with high accuracy. Furthermore, a special jig is required for fixing the cylindrical conductor above the conductor plate. Therefore, it is somewhat difficult to actually realize the calibration operation based on the cylindrical model. In addition, due to the difficulty in realizing the cylindrical model, the accuracy of calibration (and the accuracy of measurement performed after calibration) due to variations in the accuracy of the shape of the cylindrical conductor and the accuracy of fixing the cylindrical conductor May fluctuate.
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えばより容易に電界プローブの校正を行うことが可能な校正方法及び校正装置、並びにコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a calibration method, a calibration apparatus, and a computer program that can calibrate an electric field probe more easily, for example.
上記課題は、発生工程と、取得工程と、校正工程とを備える電界プローブの校正方法により解決される。発生工程では、マイクロストリップ線路に所定の基準電界が発生させられる。取得工程では、基準電界を電界プローブによって測定することで得られる電界プローブの出力電圧値が取得される。加えて、取得工程では、基準電界に基づいて得られる基準値（例えば、基準電界値）が取得される。校正工程では、取得工程において取得された出力電圧値及び基準値に基づいて、電界プローブが校正される。 The above problem is solved by a calibration method for an electric field probe comprising a generation step, an acquisition step, and a calibration step. In the generation process, a predetermined reference electric field is generated in the microstrip line. In the acquisition step, the output voltage value of the electric field probe obtained by measuring the reference electric field with the electric field probe is acquired. In addition, in the acquisition step, a reference value (for example, a reference electric field value) obtained based on the reference electric field is acquired. In the calibration process, the electric field probe is calibrated based on the output voltage value and the reference value acquired in the acquisition process.
上記課題は、マイクロストリップ線路と、マイクロストリップ線路に電流を供給することで所定の基準電界を発生させる電界発生手段と、基準電界を測定することで出力電圧値を出力する電界プローブと、基準電界に基づいて得られる基準値を取得する取得手段と、出力電圧値及び基準値に基づいて電界プローブを校正する校正手段とを備える校正装置によって解決される。 The above-described problems include a microstrip line, an electric field generating unit that generates a predetermined reference electric field by supplying current to the microstrip line, an electric field probe that outputs an output voltage value by measuring the reference electric field, and a reference electric field This is solved by a calibration device comprising an acquisition means for acquiring a reference value obtained based on the above and a calibration means for calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value.
上記課題は、電界プローブの校正をコンピュータに行わせるコンピュータプログラムであって、上述した取得工程と上述した校正工程とをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムによって解決され得る。 The above-described problem can be solved by a computer program that causes a computer to calibrate an electric field probe and that causes the computer to execute the above-described acquisition step and the above-described calibration step.
以上説明した校正方法によれば、円筒導体と比較してより高精度に製造することが可能なマイクロストリップ線路から基準電界を発生させることで、電界プローブを校正することができる。加えて、導体板の上空（つまり、空中）に固定しなくともよいマイクロストリップ線路から基準電界を発生させることで、電界プローブを校正することができる。このため、以上説明した校正方法によれば、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブを校正する構成と比較して、比較的容易にないしは比較的低コストで電界プローブを校正することができる。 According to the calibration method described above, the electric field probe can be calibrated by generating the reference electric field from the microstrip line that can be manufactured with higher accuracy than the cylindrical conductor. In addition, the electric field probe can be calibrated by generating a reference electric field from a microstrip line that does not need to be fixed above the conductor plate (that is, in the air). For this reason, according to the calibration method described above, it is possible to calibrate the electric field probe relatively easily or at a relatively low cost as compared with the configuration in which the electric field probe is calibrated by generating the reference electric field from the cylindrical conductor. it can.
また、以上説明した校正装置及びコンピュータプログラムによれば、上述した校正方法と同様の効果を享受することができる。 Moreover, according to the calibration apparatus and computer program demonstrated above, the effect similar to the calibration method mentioned above can be enjoyed.
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
（１）校正装置
（１−１）校正装置の構成
図１を参照して、本実施形態の校正装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態の校正装置１の構成の一例を示すブロック図である。
(1) Calibration Device (1-1) Configuration of Calibration Device The configuration of the
図１に示すように、校正装置１は、高周波信号発生器１０と、支持板１１と、マイクロストリップ線路１２と、整合負荷１３と、電界プローブ１４と、校正処理回路１５とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
高周波信号発生器１０は、「電界発生手段」の一例であって、マイクロストリップ線路１２から基準電界を発生させるための高周波信号を発生する。高周波信号発生器１０は、給電ケーブル１０１を介して、マイクロストリップ線路１２に対して高周波信号を供給する。
The high
支持板１１は、接地導体となる下側金属板１１１と、下側金属板１１１上に配置される誘電体１１２とを備えている。誘電体１１２上には、マイクロストリップ線路１２が配置されている。マイクロストリップ線路１２は、厚み方向（言い換えれば、短手方向）と直交する長手方向（図１中ｙ軸の方向）に伸長すると共に薄膜状の導体である。マイクロストリップ線路１２の一方の端部には、インピーダンスを整合するための整合負荷１３が電気的に接続されている。マイクロストリップ線路１２の他方の端部には、高周波信号発生器１０からの高周波信号が供給される給電ケーブル１０１が電気的に接続されている。
The
電界プローブ１４は、マイクロストリップ線路１２が発生する基準電界を測定するためのプローブである。電界プローブ１４の一例としては、例えば同軸ケーブルの一方の端部を解放した（つまり、一方の端部に中心導体が突き出している）開放端同軸ケーブルがあげられる。電界プローブ１４の出力は、校正処理回路１５に対して入力される。
The
校正処理回路１５は、電界プローブ１４の出力等に基づいて、電界プローブ１４の校正を行う。校正処理回路１５は、スペクトルアナライザ部１５１と、「取得手段」の一例である基準値算出部１５２と、「校正手段」の一例であるアンテナ係数算出部１５３とを備えている。
The
スペクトルアナライザ部１５１は、電界プローブ１４の出力（つまり、マイクロストリップ線路１２に発生した基準電界を測定している電界プローブ１４の出力）である出力電圧値Ｖｐ［ｄＢＶ］を検出する。スペクトルアナライザ部１５１は、検出した出力電圧値Ｖｐをアンテナ係数算出部１５３に対して出力する。
The
基準値算出部１５２は、図３等を用いて後に詳述する演算式を用いて、基準電界に基づく基準値（基準電界値）Ｅｚ［ｄＢＶ／ｍ］を算出する。基準値算出部１５２は、算出した基準値Ｅｚをアンテナ係数算出部１５３に対して出力する。
The reference
アンテナ係数算出部１５３は、スペクトルアナライザ部１５１から出力される出力電圧値Ｖｐ及び基準値算出部１５２から出力される基準値Ｅｚの双方に基づいて、アンテナ係数Ａｆ［ｄＢ］を算出する。アンテナ係数Ａｆの算出動作については、後に詳述する。
The antenna
尚、校正処理回路１５（或いは、スペクトルアナライザ部１５１、基準値算出部１５２及びアンテナ係数算出部１５３の夫々）は、例えば専用の電子回路等を含むハードウェア回路として実現されてもよい。或いは、校正処理回路１５（或いは、スペクトルアナライザ部１５１、基準値算出部１５２及びアンテナ係数算出部１５３の夫々）は、ＣＰＵ等の中央処理部上で実行されるソフトウェア（或いは、プログラム）によって実現されてもよい。
Note that the calibration processing circuit 15 (or each of the
（１−２）校正装置の動作
図２を参照して、校正装置１の動作（処理）について説明する。図２は、校正装置１の動作の流れを示すフローチャートである。
(1-2) Operation of Calibration Device The operation (processing) of the
図２に示すように、高周波信号発生器１０は、マイクロストリップ線路１２に対して高周波信号を供給する（ステップＳ１０）。その結果、マイクロストリップ線路１２からは、高周波信号に応じた基準電界が発生する（ステップＳ１０）。
As shown in FIG. 2, the high
基準電界の発生に続いて、並行して又は相前後して、電界プローブ１４がマイクロストリップ線路１２上に配置される（ステップＳ１１）。例えば、電界プローブ１４は、マイクロストリップ線路１２の上空数ｍｍ（例えば、２ｍｍ）の位置に配置される。その結果、電界プローブ１４は、基準電界に応じた出力電圧値Ｖｐを出力する。電界プローブ１４の出力である出力電圧値Ｖｐは、スペクトルアナライザ部１５１により測定される（ステップＳ１２）。
Following the generation of the reference electric field, the
電界プローブ１４の出力電圧値Ｖｐの測定に続いて、並行して又は相前後して、基準値算出部１５２は、マイクロストリップ線路１２から発生している基準電界の基準値Ｅｚを算出する（ステップＳ１３）。
Following or in parallel with the measurement of the output voltage value Vp of the
ここで、図３を参照して、基準電界の基準値Ｅｚの算出動作についてより詳細に説明する。図３は、比較例の校正装置による基準値の算出モデル及び本実施形態の校正装置１による基準値Ｅｚの算出モデルを示す断面図である。
Here, the calculation operation of the reference value Ez of the reference electric field will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a reference value calculation model by the calibration device of the comparative example and a reference value Ez calculation model by the
図３（ａ）に示すように、比較例の校正装置では、円筒モデルを用いて、基準電界の基準値Ｅｚが算出される。具体的には、比較例の校正装置では、接地導体の上空ｈ［ｍｍ］の位置に固定された半径ａ［ｍｍ］の円筒導体から発生する基準電界の基準値Ｅｚが算出される。より具体的には、円筒導体が位置する３次元座標空間（つまり、ｘｙｚ座標空間）における基準値Ｅｚの算出位置の座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、接地導体を基準とする円筒導体のｚ軸方向の高さをｈ［ｍｍ］とし、基準電界を発生させるために円筒導体に供給される電力をＰ［Ｗ］とし、円筒導体のインピーダンスをＺｃ［Ω］とする。また、変数Ｋを数式１により定義し、且つ変数ｎを数式２によって定義する。この場合、（ｘ、ｙ、ｚ）という座標位置で測定される基準電界の基準値Ｅｚは、数式３によって示される。
As shown in FIG. 3A, in the calibration device of the comparative example, the reference value Ez of the reference electric field is calculated using a cylindrical model. Specifically, in the calibration device of the comparative example, a reference value Ez of a reference electric field generated from a cylindrical conductor having a radius a [mm] fixed at a position h [mm] above the ground conductor is calculated. More specifically, the coordinates of the calculation position of the reference value Ez in the three-dimensional coordinate space (that is, the xyz coordinate space) in which the cylindrical conductor is located are (x, y, z), and the cylindrical conductor with reference to the ground conductor is used. The height in the z-axis direction is h [mm], the power supplied to the cylindrical conductor to generate the reference electric field is P [W], and the impedance of the cylindrical conductor is Zc [Ω]. In addition, the variable K is defined by
一方で、本実施形態の校正装置１では、支持板１１上に配置されるマイクロストリップ線路１２から発生する基準電界の基準値Ｅｚが算出される。更に、本実施形態の校正装置１では、上述した円筒モデルにおいて使用される演算式（上述の数式１から数式３）に対して、マイクロストリップ線路１２の断面積（具体的には、長手方向に直交する断面（つまり、短手方向に沿った断面ないしはｘｚ平面に沿った断面）の断面積）が、円筒導体の長手方向に直交する断面の断面積と等しいという条件を加味することで得られる新たな演算式を用いて、基準値Ｅｚが算出される。加えて、本実施形態の校正装置１では、接地導体を基準とする円筒導体のｚ軸方向の高さをｈとすることに代えて、支持板１１のｚ軸方向の厚さ（言い換えれば、誘電体１１２のｚ軸方向の厚さ）をｈとする。その他の変数及びパラメータ（つまり、ｘ、ｙ、ｚ、Ｐ、Ｚｃ、Ｋ及びｎ）は、比較例の校正装置と同様である。
On the other hand, in the
より具体的には、マイクロストリップ線路１２の断面を構成する隣り合う２つの辺（つまり、ｘ軸方向の辺及びｚ軸方向の辺）の長さを夫々ｗ［ｍｍ］及びｔ［ｍｍ］とすると、マイクロストリップ線路１２の断面積はｗ×ｔとなる。断面の半径がａとなる円筒導体の断面積は、π×ａ２となる。本実施形態では、上述の数式１から数式３に対して、ｗ×ｔ＝π×ａ２という関係式を加味する。具体的には、ｗ×ｔ＝π×ａ２という関係式からは、ａ２＝（ｗ×ｔ）／πという式が導き出される。従って、この式を上述した数式２に代入すると、上述した数式２は数式４になる。本実施形態の校正装置１は、数式１、数式３及び数式４を用いて、基準値Ｅｚを算出する。
More specifically, the lengths of two adjacent sides (that is, the side in the x-axis direction and the side in the z-axis direction) constituting the cross section of the
尚、数式１、数式３及び数式４を用いて算出される基準値Ｅｚの精度を確認するために、マイクロストリップ線路１２に所定の高周波信号を流した場合の基準電界の基準値Ｅｚ及びコンピュータシミュレーションによって算出される基準電界のシミュレーション電界値の比較結果の一例を示す。尚、以下に示す比較結果は、支持板１１の平面方向のサイズが８０ｍｍ×１６０ｍｍであり、支持板１１の厚さｈ（言い換えれば、誘電体１１２の厚さｈ）が１．０［ｍｍ］であり、支持板１１からの電界プローブ１４の高さが２．０ｍｍであり、マイクロストリップ線路１２の２つの辺の長さｗ及びｔが夫々２．０［ｍｍ］及び０．０３５［ｍｍ］であり、インピーダンスＺｃが５０［Ω］である場合の比較結果である。基準電界のシミュレーション電界値が５９．９［ｄＢＶ／ｍ］となる場合には、基準電界の基準値Ｅｚは５５．７［ｄＢＶ／ｍ］となる。このため、数式１、数式３及び数式４を用いて算出される基準値Ｅｚは、相応の精度が出ていることが分かる。
In order to confirm the accuracy of the reference value Ez calculated using
再び図２において、アンテナ係数算出部１５３は、スペクトルアナライザ部１５１から出力される出力電圧値Ｖｐ及び基準値算出部１５２から出力される基準値Ｅｚの双方に基づいて、アンテナ係数Ａｆを算出する（ステップＳ１４）。アンテナ係数Ａｆは、数式５により示される。尚、数式５の単位はデシベル（ｄＢ）である。
In FIG. 2 again, the antenna
以上説明したように、本実施形態の校正装置１によれば、円筒導体と比較してより高精度に製造することが可能なマイクロストリップ線路１２から基準電界を発生させることで、電界プローブ１４を校正することができる。加えて、接地導体の上空（つまり、空中）に固定しなくともよいマイクロストリップ線路１２から基準電界を発生させることで、電界プローブ１４を校正することができる。このため、本実施形態の校正装置１によれば、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブ１４を校正する比較例の校正装置と比較して、比較的容易にないしは比較的低コストで電界プローブ１４を校正することができる。
As described above, according to the
加えて、本実施形態の校正装置１によれば、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブ１４を校正する比較例の校正装置に対して、円筒導体の断面積とマイクロストリップ線路１２の断面積とが等しいという条件を加味している。従って、本実施形態の校正装置１によれば、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブ１４を校正する比較例の校正装置に使用される演算式の一部を流用することができる。
In addition, according to the
（２）測定装置
（２−１）測定装置の構成
図４を参照して、本実施形態の測定装置２の構成について説明する。図４は、本実施形態の測定装置２の構成の一例を示すブロック図である。
(2) Measuring Device (2-1) Configuration of Measuring Device With reference to FIG. 4, the configuration of the measuring
図４に示すように、測定装置２は、上述した電界プローブ１４と、測定処理回路１６とを備えている。測定処理回路１６は、上述したスペクトルアナライザ部１５１と、測定電界値算出部１６１とを備えている。測定電界値算出部１６１は、校正装置１により算出されたアンテナ係数Ａｆ及び測定対象物から発生している電界を測定している電界プローブの出力電圧値Ｖｐ’［ｄＢＶ］に基づいて、測定対象物から発生している電界の測定電界値Ｅｚ’［ｄＢＶ／ｍ］を算出する。測定処理回路１６（或いは、スペクトルアナライザ部１５１及び測定電界値算出部１６１の夫々）は、校正処理回路１５と同様に、ハードウェア回路として実現されてもよいし、ソフトウェア（或いは、プログラム）によって実現されてもよい。
As shown in FIG. 4, the
尚、測定電界値算出部１６１が使用するアンテナ係数Ａｆは、測定装置２が備える電界プローブ１４を対象として校正装置１により算出されたアンテナ係数Ａｆであることが好ましい。言い換えれば、測定電界値算出部１６１が使用するアンテナ係数Ａｆは、測定装置２が備える電界プローブ１４以外の他の電界プローブ１４を対象として算出されたアンテナ係数Ａｆでないことが好ましい。
Note that the antenna coefficient Af used by the measurement electric field
（２−２）測定装置の動作
図５を参照して、測定装置２の動作（処理）について説明する。図５は、測定装置２の動作の流れを示すフローチャートである。
(2-2) Operation of Measuring Device The operation (processing) of the measuring
図５に示すように、電界プローブ１４が、例えば携帯電話等の測定対象物（例えば、電界であるノイズ等を発生させている対象物）上に配置される（ステップＳ２０）。例えば、電界プローブ１４は、測定対象物の上空数ｍｍ（例えば、１ｍｍ）の位置に配置される。その結果、電界プローブ１４は、測定対象物が発生している電界に応じた出力電圧値Ｖｐ’を出力する。電界プローブ１４の出力である出力電圧値Ｖｐ’は、スペクトルアナライザ部１５１により測定される（ステップＳ２１）。
As shown in FIG. 5, the
続いて、測定電界値算出部１６１は、校正装置１により算出されたアンテナ係数Ａｆ及び測定対象物から発生している電界を測定している電界プローブの出力電圧値Ｖｐ’に基づいて、測定対象物から発生している電界の測定電界値Ｅｚ’を算出する（ステップＳ２２）。測定電界値Ｅｚ’は、数式６により示される。尚、数式６の単位はデシベル（ｄＢ）である。
Subsequently, the measurement electric field
測定装置２による電界の測定結果の一例を図６に示す。図６は、測定装置２による電界の測定結果の一例を示す表及びグラフである。尚、図６では、測定対象物として、高周波信号発生器１０からの高周波信号が供給されるマイクロストリップ線路１２（図１参照）を用いている。加えて、図６では、電界プローブ１４を、測定対象物であるマイクロストリップ線路１２の上空２ｍｍの位置に配置する場合の測定結果が示されている。
An example of the measurement result of the electric field by the measuring
図６（ａ）の表及び図６（ｂ）のグラフに示すように、マイクロストリップ線路１２に対して３００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．９２［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して４００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．８３［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２９［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．７６［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２９［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して６００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．７０［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して８００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．７４［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．１８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して１０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．４５［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．９３［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して１５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．２１［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．２７［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して２０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．３１［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．５［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して２５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５８．４２［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．３４［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して３０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、測定電界値Ｅｚ’は５７．９７［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．２５［ｄＢＶ／ｍ］となる。このため、測定電界値Ｅｚ’とシミュレーション電界値とを比較するに、校正装置１による校正結果（つまり、アンテナ係数Ａｆ）に基づいて算出される測定電界値Ｅｚ’は、相応の精度が出ていることが分かる。このように、測定装置２は、測定対象物から発生している電界を好適に測定することができる。
As shown in the table of FIG. 6A and the graph of FIG. 6B, when a high frequency signal of 300 MHz is supplied to the
（３）校正装置の変形動作例
以下、校正装置１の変形動作例として、第１変形動作例から第３変形動作例について説明する。
(3) Modified Operation Example of Calibration Device Hereinafter, as a modified operation example of the
（３−１）校正装置の第１変形動作例
図７を参照して、校正装置１の第１変形動作例について説明する。図７は、比較例の校正装置による基準値の算出モデル及び第１変形動作例による基準値Ｅｚの算出モデルを示す断面図である。
(3-1) First Modified Operation Example of Calibration Apparatus With reference to FIG. 7, a first modified operation example of the
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１変形動作例では、上述した円筒モデルにおいて使用される演算式（上述の数式１から数式３）に対して、マイクロストリップ線路１２の長手方向に直交する断面の断面積であって且つ表皮効果を考慮した断面積（つまり、表皮効果によって電流が流れる表面部分の断面積）が、円筒導体の長手方向に直交する断面の表皮効果を考慮した断面積と等しいという条件を加味することで得られる新たな演算式を用いて、基準値Ｅｚが算出される。その他の動作については、図２及び図３において説明した動作と同様である。
As shown in FIG. 7A and FIG. 7B, in the first modified operation example, the
具体的には、マイクロストリップ線路１２の電気抵抗をρ［Ω］とし、マイクロストリップ線路１２に供給される電流の角周波数をω［ｒａｄ］とし、マイクロストリップ線路１２の透磁率をμ［Ｎ／Ａ２］とすると、表皮効果によって電流が流れる表面部分の深さ（表皮深さ）δ［ｍｍ］は数式７によって示される。
Specifically, the electrical resistance of the
マイクロストリップ線路１２の表皮効果を考慮した断面積（つまり、図７（ｂ）のハッチング部分の面積）は、ｗ×ｔ−（ｗ−２δ）×（ｔ−２δ）となる。円筒導体の表皮効果を考慮した断面積（つまり、図７（ａ）のハッチング部分の面積）は、π×ａ２−π×（ａ−δ）２となる。本実施形態では、上述の数式１から数式３に対して、ｗ×ｔ−（ｗ−２δ）×（ｔ−２δ）＝π×ａ２−π×（ａ−δ）２という関係式を加味する。具体的には、ｗ×ｔ−（ｗ−２δ）×（ｔ−２δ）＝π×ａ２−π×（ａ−δ）２という関係式からは、ａ＝（２ｗ＋２ｔ−４δ＋πδ）／２πという式が導き出される。従って、この式を上述した数式２に代入すると、上述した数式２は数式８になる。本実施形態の校正装置１は、数式１、数式３及び数式８を用いて、基準値Ｅｚを算出する。
The cross-sectional area in consideration of the skin effect of the microstrip line 12 (that is, the area of the hatched portion in FIG. 7B) is w × t− (w−2δ) × (t−2δ). The cross-sectional area in consideration of the skin effect of the cylindrical conductor (that is, the area of the hatched portion in FIG. 7A) is π × a 2 −π × (a−δ) 2 . In the present embodiment, a relational expression of w × t− (w−2δ) × (t−2δ) = π × a 2 −π × (a−δ) 2 is added to the above-described
尚、数式１、数式３及び数式８を用いて算出される基準値Ｅｚの精度を確認するために、マイクロストリップ線路１２に所定の高周波信号を流した場合の基準電界の基準値Ｅｚ及びコンピュータシミュレーションによって算出される基準電界のシミュレーション電界値の比較結果の一例を示す。尚、以下に示す比較結果は、支持板１１の平面方向のサイズが８０ｍｍ×１６０ｍｍであり、支持板１１の厚さｈ（言い換えれば、誘電体１１２の厚さｈ）が１．０［ｍｍ］であり、支持板１１からの電界プローブ１４の高さが２．０ｍｍであり、マイクロストリップ線路１２の２つの辺の長さｗ及びｔが夫々２．０［ｍｍ］及び０．０３５［ｍｍ］であり、インピーダンスＺｃが５０［Ω］である場合の比較結果である。基準電界のシミュレーション電界値が５９．９［ｄＢＶ／ｍ］となる場合には、基準値Ｅｚは５８．４［ｄＢＶ／ｍ］となる。このため、数式１、数式３及び数式８を用いて算出される基準値Ｅｚは、数式１、数式３及び数式４を用いて算出される基準値Ｅｚと比較して、より一層高い精度が出ていることが分かる。
In order to confirm the accuracy of the reference value Ez calculated using
続いて、図８を参照して、第１変形動作例に基づく校正（つまり、表皮効果を考慮した校正）が行われた電界プローブ１４を備える測定装置２による電界の測定結果について説明する。図８は、表皮効果を考慮した校正が行われた電界プローブ１４を備える測定装置２による電界の測定結果の一例を示す表及びグラフである。尚、図８では、測定対象物として、高周波信号発生器１０からの高周波信号が供給されるマイクロストリップ線路１２（図１参照）を用いている。加えて、図６では、電界プローブ１４を、測定対象物であるマイクロストリップ線路１２の上空２ｍｍの位置に配置する場合の測定結果が示されている。加えて、図８では、図６に示す電界の測定結果（つまり、表皮効果を考慮しない校正が行われた電界プローブ１４を備える測定装置２による電界の測定結果）も合わせて併記している。
Next, with reference to FIG. 8, the measurement result of the electric field by the measuring
図８（ａ）の表及び図８（ｂ）のグラフに示すように、マイクロストリップ線路１２に対して３００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値（つまり、表皮効果を考慮しない校正が行われた電界プローブ１４を備える測定装置２により算出された測定電界値）Ｅｚ’は５８．９２［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値（つまり、表皮効果を考慮した校正が行われた電界プローブ１４を備える測定装置２により算出された測定電界値）Ｅｚ’は５９．４８［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して４００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．８３［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５９．３９［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２９［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．７６［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５９．３２［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２９［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して６００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．７０［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５９．２６［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．２８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して８００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５８．７４［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５９．３０［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．１８［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して１０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．４５［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５９．００［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．９３［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して１５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．２１［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５８．７７［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．２７［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して２０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．３１［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５８．８６［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．５［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して２５００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５８．４２［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５８．９７［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は６０．３４［ｄＢＶ／ｍ］となる。マイクロストリップ線路１２に対して３０００ＭＨｚの高周波信号を供給する場合には、表皮効果を考慮しない測定電界値Ｅｚ’は５７．９７［ｄＢＶ／ｍ］となり、表皮効果を考慮した測定電界値Ｅｚ’は５８．５３［ｄＢＶ／ｍ］となり且つシミュレーション電界値は５９．２５［ｄＢＶ／ｍ］となる。このため、測定電界値Ｅｚ’とシミュレーション電界値とを比較するに、表皮効果を考慮した校正結果に基づいて算出される測定電界値Ｅｚ’は、表皮効果を考慮しない校正結果に基づいて算出される測定電界値Ｅｚ’と比較して、より一層高い精度が出ていることが分かる。つまり、第１変形動作例によれば、上述した各種効果に加えて、表皮効果を考慮することでより一層高い精度での電界プローブ１４の校正及び電界の測定が可能となる。
As shown in the table of FIG. 8A and the graph of FIG. 8B, when a high frequency signal of 300 MHz is supplied to the
（３−２）校正装置の第２変形動作例
図９を参照して、校正装置１の第２変形動作例について説明する。図９は、比較例の校正装置による基準値の算出モデル及び第２変形動作例による基準値Ｅｚの算出モデルを示す断面図である。
(3-2) Second Modified Operation Example of Calibration Apparatus With reference to FIG. 9, a second modified operation example of the
上述した図３及び図７の説明では、接地導体を基準とする円筒導体のｚ軸方向の高さをｈに対して、支持板１１のｚ軸方向の厚さ（言い換えれば、誘電体１１２のｚ軸方向の厚さ）を対応付けている。第２変形動作例では、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、接地導体を基準とする円筒導体のｚ軸方向の高さｈに対して、接地導体となる下側金属板１１１からマイクロストリップ線路１２の断面中心に至るまでのｚ軸方向の高さを対応付けている。言い換えれば、第２変形動作例では、誘電体１１２のｚ軸方向の厚さをｈ’とし、マイクロストリップ線路１２のｚ軸方向の厚さをｔとすると、ｈ’＋ｔ／２という値をｈとしている。その他の動作については、図２及び図３において説明した動作又は図７において説明した動作と同様である。つまり、第２変形動作例では、数式１、数式３及び数式４を用いた基準値Ｅｚの算出又は数式１、数式３及び数式８を用いた基準値Ｅｚの算出の際に、ｈ＝ｈ’＋ｔ／２という条件を更に加味する。
In the description of FIG. 3 and FIG. 7 described above, the thickness in the z-axis direction of the support plate 11 (in other words, the thickness of the dielectric 112) with respect to the height in the z-axis direction of the cylindrical conductor with reference to the ground conductor. thickness in the z-axis direction). In the second modified operation example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the lower metal serving as the ground conductor with respect to the height h in the z-axis direction of the cylindrical conductor with respect to the ground conductor. The height in the z-axis direction from the
第２変形動作例によって算出される基準値Ｅｚの精度を確認するために、マイクロストリップ線路１２に所定の高周波信号を流した場合の基準電界の基準値Ｅｚ及びコンピュータシミュレーションによって算出される基準電界のシミュレーション電界値の比較結果の一例を図１０に示す。図１０は、第２変形動作例によって算出される基準値Ｅｚとコンピュータシミュレーションによって算出されるシミュレーション電界値との間の誤差を、マイクロストリップ線路１２の線路幅と対応付けて示している。尚、支持板１１の厚さ（基板厚）は、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ及びから３．５ｍｍの７種類を採用している。
In order to confirm the accuracy of the reference value Ez calculated by the second modified operation example, the reference value Ez of the reference electric field when a predetermined high-frequency signal is passed through the
図１０に示すように、マイクロストリップ線路１２の線路幅が３．５ｍｍ以下となる場合には、基準値Ｅｚとシミュレーション電界値との間の誤差が±３ｄＢ以内に収まる。言い換えれば、マイクロストリップ線路１２の線路幅が３．５ｍｍよりも大きい場合には、基準値Ｅｚとシミュレーション電界値との間の誤差が±３ｄＢ以内に収まらない場合がある。このため、第２変形動作例では、マイクロストリップ線路１２の線路幅（つまり、ｘ軸方向の幅）が３．５ｍｍ以下であることが好ましい。マイクロストリップ線路１２の線路幅を３．５ｍｍ以下とすることで、より一層高い精度で基準電界Ｅｚを算出することができる。その結果、より一層高い精度での電界プローブ１４の校正及び電界の測定が可能となる。
As shown in FIG. 10, when the line width of the
但し、マイクロストリップ線路１２の線路幅（つまり、ｘ軸方向の辺の長さ）が３．５ｍｍよりも大きくなってもよい。この場合であっても、比較例の校正装置と比較して、比較的容易にないしは比較的低コストで電界プローブ１４を校正することができるという効果を享受することができる。
However, the line width (that is, the length of the side in the x-axis direction) of the
尚、第２変形動作例では、マイクロストリップ線路１２の特性インピーダンスＺｃが５０［Ω］であることが好ましい。但し、マイクロストリップ線路１２の特性インピーダンスＺｃが５０［Ω］以外の他の数値であってもよい。
In the second modified operation example, the characteristic impedance Zc of the
以上説明したように、第２変形動作例によっても、上述した各種効果を好適に享受することができる。つまり、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブ１４を校正する比較例の校正装置と比較して、比較的容易にないしは比較的低コストで電界プローブ１４を校正することができる。
As described above, the various effects described above can be suitably enjoyed also by the second modified operation example. That is, the
（３−３）校正装置の第３変形動作例
図１１を参照して、校正装置１の第３変形動作例について説明する。図１１は、第３変形動作例による基準値Ｅｚの算出モデルを示す断面図である。
(3-3) Third Modified Operation Example of Calibration Apparatus A third modified operation example of the
図１１に示すように、第３変形動作例では、マイクロストリップ線路１２の線路幅（つまり、ｘ軸方向の辺の長さ）をｗ［ｍｍ］とし、接地導体となる下側金属板１１１（或いは、誘電体１１２）のｘ軸方向の辺の長さをａ［ｍｍ］とし、誘電体１１２のｚ軸方向の高さをｈ［ｍｍ］とし、基準電界を発生させるためにマイクロストリップ線路１２に供給される電力をＰ［Ｗ］とし、マイクロストリップ線路１２のインピーダンスをＺｃ［Ω］とし、所定の変数をｋ（但し、ｋは、１≦ｋ≦∞を満たす整数）とすると、（ｘ、ｙ、ｚ）という座標位置で測定される基準電界の基準値Ｅｚは、数式９によって示される。尚、図１１では、ｘｙｚ座標空間中における原点Ｏが、基準値Ｅｚの算出位置の直下の下側金属板１１１上にあるものとする。このため、下側金属板１１１のｘ軸方向の辺の両端部のｘ座標は、夫々「ａ／２」及び「−ａ／２」となる。
As shown in FIG. 11, in the third modified operation example, the line width of the microstrip line 12 (that is, the length of the side in the x-axis direction) is w [mm], and the lower metal plate 111 (which is a ground conductor) Alternatively, the length of the side of the dielectric 112) in the x-axis direction is a [mm], the height of the dielectric 112 in the z-axis direction is h [mm], and the
尚、上述した数式９は、以下の観点から導出されている。具体的には、図１１に示すマイクロストリップ線路１２上での電界値Ｅｚ及び線路電圧Ｖは、夫々数式１０及び数式１１によって示される。
The above-described
ここで、マイクロストリップ線路１２における線路損失を無視すれば、マイクロストリップ線路に入力される電力Ｐｉｎは、数式１２によって示される。
Here, Neglecting line loss in the
マイクロストリップ線路１２上の電界値は、電力Ｐｉｎの平方根に比例するため、上述巣の数式１０は、以下の数式１３によって示される。
Electric field value on the
この数式１３に対して上述した数式１２を代入することで、上述した数式９が導出される。
By substituting the above-described
第３変形動作例によって算出される基準値Ｅｚの精度を確認するために、マイクロストリップ線路１２に所定の高周波信号を流した場合の基準電界の基準値Ｅｚ及びコンピュータシミュレーションによって算出される基準電界のシミュレーション電界値の比較結果の一例を図１２に示す。図１２は、第３変形動作例によって算出される基準値Ｅｚとコンピュータシミュレーションによって算出されるシミュレーション電界値との間の誤差を、マイクロストリップ線路１２の線路幅と対応付けて示している。尚、支持板１１の厚さ（基板厚）は、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ及びから３．５ｍｍの７種類を採用している。
In order to confirm the accuracy of the reference value Ez calculated by the third modified operation example, the reference value Ez of the reference electric field when a predetermined high-frequency signal is passed through the
図１２に示すように、第３変形動作例によれば、基準値Ｅｚとシミュレーション電界値との間の誤差が概ね±３ｄＢ以内に収まる。このため、第３変形動作例では、より一層高い精度で基準電界Ｅｚを算出することができる。その結果、より一層高い精度での電界プローブ１４の校正及び電界の測定が可能となる。
As shown in FIG. 12, according to the third modified operation example, the error between the reference value Ez and the simulation electric field value is approximately within ± 3 dB. For this reason, in the third modified operation example, the reference electric field Ez can be calculated with higher accuracy. As a result, the
尚、第２変形動作例では、接地導体となる下側金属板１１１のｘ軸方向の辺の長さをａが、マイクロストリップ線路１２のｚ軸方向の厚さ（ｚ軸方向の辺の長さ）ｔの数十倍から数百倍であることが好ましい。第２変形動作例では、接地導体となる下側金属板１１１のｘ軸方向の辺の長さをａが、マイクロストリップ線路１２のｚ軸方向の厚さ（ｚ軸方向の辺の長さ）ｔの１００倍であることがより好ましい。また、上述した変数ｋ（つまり、数式９中の総和を算出する際のサンプル数の数を規定する変数ｋ）は、１００以上であることが好ましい。
In the second modified operation example, a is the length of the side in the x-axis direction of the
以上説明したように、第３変形動作例によっても、上述した各種効果を好適に享受することができる。つまり、円筒導体から基準電界を発生させることで電界プローブ１４を校正する比較例の校正装置と比較して、比較的容易にないしは比較的低コストで電界プローブ１４を校正することができる。
As described above, the various effects described above can be suitably enjoyed also by the third modified operation example. That is, the
（４）ソフトウェアによって実現される校正装置の例
図１３を参照して、ソフトウェアによって実現される校正装置の例について説明する。図１３は、ソフトウェアによって実現される校正装置の例を示す平面図である。
(4) Example of Calibration Device Realized by Software With reference to FIG. 13, an example of a calibration device realized by software will be described. FIG. 13 is a plan view showing an example of a calibration apparatus realized by software.
図１３に示すように、ソフトウェアによって実現される校正装置としては、例えば、上述した各種変数ないしはパラメータの入力を受け付けると共に各種変数ないしはパラメータの入力に応じた基準値Ｅｚを表示出力するアプリケーションが一例としてあげられる。尚、図１３は、上述した第３変形動作例に基づいて基準値Ｅｚを算出する校正装置に対応するアプリケーションの例を示している。 As shown in FIG. 13, as an example of a calibration apparatus realized by software, an application that accepts input of the various variables or parameters described above and displays and outputs a reference value Ez according to the input of the various variables or parameters is an example. can give. FIG. 13 shows an example of an application corresponding to the calibration device that calculates the reference value Ez based on the above-described third modified operation example.
具体的には、図１３に示すように、第３変形動作例に基づいて基準値Ｅｚを算出する校正装置に対応するアプリケーションは、液晶ディスプレイ等のディスプレイ２００上に、ウインドウ３００を表示する。ウインドウ３００中には、マイクロストリップ線路１２の線路幅ｗの入力を受け付けるテキストボックス３０１と、接地導体となる下側金属板１１１のｘ軸方向の辺の長さａの入力を受け付けるテキストボックス３０２と、誘電体１１２のｚ軸方向の高さｈの入力を受け付けるテキストボックス３０３と、誘電体１１２の比誘電率εｒの入力を受け付けるテキストボックス３０４と、基準値Ｅｚの算出位置のｚ座標の入力を受け付けるテキストボックス３０５と、基準値Ｅｚの算出を実行するために押下されるボタン３０６と、算出される基準値Ｅｚを表示するテキストボックス３０７とを含んでいる。尚、図１３に示すように、ウインドウ３００中には、テキストボックス３０１から３０５及び３０７並びにボタン３０６の表示に加えて、テキストボックス３０１から３０５に入力される数値ないしはパラメータを説明するための簡易的な説明図（例えば、図１１に示す図と同様の説明図等）が表示されてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 13, the application corresponding to the calibration device that calculates the reference value Ez based on the third modified operation example displays a
このようなアプリケーションによれば、ユーザは、数値ないしはパラメータを入力すれば、基準値Ｅｚを容易に算出することができる。従って、上述した各種効果を好適に享受することができる。 According to such an application, the user can easily calculate the reference value Ez by inputting a numerical value or a parameter. Therefore, the various effects described above can be suitably enjoyed.
尚、第３変形動作例に限らず、上述した各種動作を行う校正装置を、図１３に示すアプリケーションの如き態様で実現してもよい。 Note that the calibration apparatus that performs the various operations described above is not limited to the third modified operation example, and may be realized as an application shown in FIG.
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。 Regarding the embodiment described above, the following additional notes are disclosed.
（付記１）
マイクロストリップ線路に所定の基準電界を発生させる発生工程と、前記基準電界を電界プローブによって測定することで得られる前記電界プローブの出力電圧値と前記基準電界に基づいて得られる基準値とを取得する取得工程と、前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正工程とを備えることを特徴とする校正方法。
(Appendix 1)
A generation step of generating a predetermined reference electric field in the microstrip line, an output voltage value of the electric field probe obtained by measuring the reference electric field with an electric field probe, and a reference value obtained based on the reference electric field are acquired. A calibration method comprising: an acquisition step; and a calibration step of calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value.
（付記２）
前記取得工程は、円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面積と前記円筒導体の短手方向の断面積とが等しくなるという条件を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とする付記１に記載の校正方法。
(Appendix 2)
In the acquisition step, the cross-sectional area in the short direction of the microstrip line and the short direction of the cylindrical conductor with respect to the cylindrical model for calculating the reference value in a state where the cylindrical conductor is arranged above the conductor plate The calibration method according to
（付記３）
前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面を形成する２つの辺の長さを夫々ｗ及びｔとすると、前記取得工程は、半径ａを有する円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面積Ｓ１＝ｗ×ｔと前記円筒導体の短手方向の断面積Ｓ２＝π×ａ２とが等しくなるという条件を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得し、前記電界プローブ及び前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、前記マイクロストリップ線路を支持する誘電体板の厚さをｈとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電力をＰとし、前記マイクロストリップ線路のインピーダンスをＺｃとし、変数Ｋを数式１４により定義し、且つ変数ｎを数式１５によって定義すると、前記基準値Ｅｚは数式１６により示されることを特徴とする付記３に記載の校正方法。
(Appendix 3)
Assuming that the lengths of two sides forming the cross-section in the short direction of the microstrip line are w and t, respectively, the acquisition step is performed in a state where a cylindrical conductor having a radius a is disposed above the conductor plate. The cross sectional area S1 = w × t of the microstrip line in the short direction and the cross sectional area S2 = π × a 2 of the cylindrical conductor in the short direction are equal to the cylindrical model for calculating the reference value. By performing an operation taking conditions into consideration, the reference value is obtained, and the coordinate position where the reference value is calculated in the xyz coordinate space where the electric field probe and the microstrip line are located is (x, y, z). , H is the thickness of the dielectric plate supporting the microstrip line, P is the power supplied to the microstrip line, and Zc is the impedance of the microstrip line. And the variable K is defined by the
（付記４）
前記取得工程は、円筒導体が導体板上に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面積であって且つ所定深さの表面側に電流が流れる表皮効果を考慮した断面積と前記円筒導体の前記表皮効果を考慮した短手方向の断面積とが等しくなるという条件を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とする付記１に記載の校正方法。
(Appendix 4)
The acquisition step is a cross-sectional area in the short direction of the microstrip line and a surface having a predetermined depth with respect to the cylindrical model for calculating the reference value in a state where the cylindrical conductor is disposed on the conductor plate. The reference value is obtained by performing an operation in consideration of the condition that the cross-sectional area in consideration of the skin effect in which current flows to the side and the cross-sectional area in the short direction in consideration of the skin effect of the cylindrical conductor are equal. The calibration method according to
（付記５）
前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面を形成する２つの辺の長さを夫々ｗ及びｔとすると、前記取得工程は、半径ａの円筒導体が導体板上に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面積であって且つ所定深さδの表面側に電流が流れる表皮効果を考慮した断面積Ｓ３＝ｗ×ｔ−（ｗ−２δ）×（ｔ−２δ）と前記円筒導体の前記表皮効果を考慮した短手方向の断面積Ｓ４＝π×ａ２−π×（ａ−δ）２とが等しくなるという条件を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得し、前記電界プローブ及び前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、前記マイクロストリップ線路を支持する誘電体板の厚さをｈとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電力をＰとし、前記マイクロストリップ線路のインピーダンスをＺｃとし、前記マイクロストリップ線路の電気抵抗をρとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電流の角周波数をωとし、前記マイクロストリップ線路の透磁率をμとし、前記表皮深さδを数式１７により定義し、変数Ｋを数式１８により定義し、且つ変数ｎを数式１９によって定義すると、前記基準値Ｅｚは数式２０により示されることを特徴とする付記４に記載の校正方法。
(Appendix 5)
Assuming that the lengths of two sides forming the cross-section in the short direction of the microstrip line are w and t, respectively, the acquisition step includes the reference in a state where a cylindrical conductor having a radius a is disposed on a conductor plate. For the cylindrical model for calculating the value, the cross-sectional area in the short direction of the microstrip line and the cross-sectional area S3 = w × t− (in consideration of the skin effect in which current flows on the surface side of the predetermined depth δ In consideration of the condition that w−2δ) × (t−2δ) is equal to the cross-sectional area S4 = π × a 2 −π × (a−δ) 2 in the short direction considering the skin effect of the cylindrical conductor. By performing the calculation, the reference value is acquired, and the coordinate position where the reference value is calculated on the xyz coordinate space where the electric field probe and the microstrip line are located is (x, y, z), Supports microstrip line The thickness of the electric plate is h, the power supplied to the microstrip line is P, the impedance of the microstrip line is Zc, the electrical resistance of the microstrip line is ρ, and the microstrip line is supplied to the microstrip line. Is defined as ω, the permeability of the microstrip line is defined as μ, the skin depth δ is defined by Equation 17, the variable K is defined by Equation 18, and the variable n is defined by Equation 19. Then, the reference value Ez is expressed by Equation 20, and the calibration method according to
（付記６）
前記取得工程は、円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、(i)前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面の中心部の接地導体からの高さと、前記円筒導体の短手方向の断面の中心部の接地導体からの高さとが等しくなり且つ(ii)前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置の前記接地導体からの高さと、前記円筒導体が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置の前記接地導体からの高さとが等しくなるという条件を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とする付記１から５のいずれか一項に記載の校正方法。
(Appendix 6)
In the acquisition step, the cylindrical conductor that calculates the reference value in a state where the cylindrical conductor is disposed above the conductor plate, (i) the ground conductor in the center of the cross section in the short direction of the microstrip line And (ii) the reference value in the xyz coordinate space where the microstrip line is located is calculated. An operation is performed in consideration of the condition that the height of the coordinate position from the ground conductor is equal to the height from the ground conductor of the coordinate position where the reference value is calculated in the xyz coordinate space where the cylindrical conductor is located. The calibration method according to any one of
（付記７）
前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが５０Ωであり、前記マイクロストリップ線路の短手方向の幅が３．５ｍｍ以下であることを特徴とする付記６に記載の校正方法。
(Appendix 7)
The calibration method according to
（付記８）
前記電界プローブ及び前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、前記マイクロストリップ線路を支持する誘電体板の厚さをｈとし、前記誘電体板を支持する接地導体の、前記マイクロストリップ線路の短手方向に沿った幅をａとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電力をＰとし、前記マイクロストリップ線路のインピーダンスをＺｃとし、前記マイクロストリップ線路の短手方向に沿った前記支持板の中央部分に前記マイクロストリップ線路が配置されているとし、所定の変数をｋ（但し、１≦ｋ≦∞）とすると、前記基準値Ｅｚは数式２１により示されることを特徴とする付記１に記載の校正方法。
(Appendix 8)
The coordinate position where the reference value is calculated in the xyz coordinate space where the electric field probe and the microstrip line are located is (x, y, z), and the thickness of the dielectric plate supporting the microstrip line is h. The width of the ground conductor supporting the dielectric plate along the short direction of the microstrip line is a, the power supplied to the microstrip line is P, and the impedance of the microstrip line is Zc. Suppose that the microstrip line is arranged in the central portion of the support plate along the short direction of the microstrip line, and that the predetermined variable is k (where 1 ≦ k ≦ ∞), the
（付記９）
前記マイクロストリップ線路の短手方向に沿った前記接地導体の幅ａは、前記マイクロストリップ線路の厚さの１００倍であることを特徴とする付記８に記載の校正方法。
(Appendix 9)
The calibration method according to
（付記１０）
前記数式８における変数ｋは、１００≦ｋ≦∞を満たすことを特徴とする付記８又は９に記載の校正方法。
(Appendix 10)
The calibration method according to
（付記１１）
マイクロストリップ線路から発生する所定の基準電界を電界プローブによって測定することで得られる前記電界プローブの出力電圧値と前記基準電界に基づいて得られる基準値とを取得する取得工程と、前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正工程とを備えることを特徴とする校正方法。
(Appendix 11)
An acquisition step of acquiring an output voltage value of the electric field probe obtained by measuring a predetermined reference electric field generated from the microstrip line with an electric field probe and a reference value obtained based on the reference electric field, and the output voltage value And a calibration step of calibrating the electric field probe based on the reference value.
（付記１２）
マイクロストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路に電流を供給することで所定の基準電界を発生させる電界発生手段と、前記基準電界を測定することで出力電圧値を出力する電界プローブと、前記基準電界に基づいて得られる基準値を取得する取得手段と、前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正手段とを備えることを特徴とする校正装置。
(Appendix 12)
A microstrip line; an electric field generating means for generating a predetermined reference electric field by supplying a current to the microstrip line; an electric field probe for outputting an output voltage value by measuring the reference electric field; and A calibration apparatus comprising: an acquisition unit configured to acquire a reference value obtained based thereon; and a calibration unit configured to calibrate the electric field probe based on the output voltage value and the reference value.
（付記１３）
電流が供給されることで所定の基準電界を発生するマイクロストリップ線路と、前記基準電界を測定することで出力電圧値を出力する電界プローブと、前記基準電界に基づいて得られる基準値を取得する取得手段と、前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正手段とを備えることを特徴とする校正装置。
(Appendix 13)
A microstrip line that generates a predetermined reference electric field when supplied with a current, an electric field probe that outputs an output voltage value by measuring the reference electric field, and a reference value obtained based on the reference electric field is acquired. A calibration apparatus comprising: an acquisition unit; and a calibration unit that calibrates the electric field probe based on the output voltage value and the reference value.
（付記１４）
電界プローブの校正をコンピュータに行わせるコンピュータプログラムであって、マイクロストリップ線路から発生する所定の基準電界を前記電界プローブによって測定することで得られる前記電界プローブの出力電圧値と前記基準電界に基づいて得られる基準値とを取得する取得工程と、前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
(Appendix 14)
A computer program for causing a computer to calibrate an electric field probe, based on an output voltage value of the electric field probe obtained by measuring a predetermined reference electric field generated from a microstrip line by the electric field probe and the reference electric field A computer program for causing a computer to execute an acquisition step of acquiring a reference value to be obtained and a calibration step of calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う校正方法及び校正装置、並びにコンピュータプログラムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a calibration method and calibration involving such changes. An apparatus and a computer program are also included in the technical scope of the present invention.
１ 校正装置
２ 測定装置
１０ 高周波信号発生器
１１ 支持板
１２ マイクロストリップ線路
１３ 整合負荷
１４ 電界プローブ
１５ 校正処理回路
１５１ スペクトルアナライザ部
１５２ 基準値算出部
１５３ アンテナ係数算出部
１６ 測定処理回路
１６１ 測定電界値算出部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基準電界を電界プローブによって測定することで得られる前記電界プローブの出力電圧値と前記基準電界に基づいて得られる基準値とを取得する取得工程と、
前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正工程と
を備え、
前記取得工程は、円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面の特性と前記円筒導体の短手方向の断面の特性との間の関係を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とする校正方法。 A generating step of generating a predetermined reference electric field in the microstrip line; and
An acquisition step of acquiring an output voltage value of the electric field probe obtained by measuring the reference electric field with an electric field probe and a reference value obtained based on the reference electric field;
A calibration step of calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value,
In the acquisition step, the characteristics of the cross-section in the short direction of the microstrip line and the shortness of the cylindrical conductor are compared with the cylindrical model for calculating the reference value in a state where the cylindrical conductor is disposed above the conductor plate. A calibration method characterized in that the reference value is obtained by performing a calculation taking into account the relationship between the characteristics of the cross section in the direction.
前記電界プローブ及び前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、前記マイクロストリップ線路を支持する誘電体板の厚さをｈとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電力をＰとし、前記マイクロストリップ線路のインピーダンスをＺｃとし、前記基準値をＥｚとし、変数Ｋを数式１により定義し、且つ変数ｎを数式２によって定義すると、前記基準値は数式３により示されることを特徴とする請求項２に記載の校正方法。
The coordinate position where the reference value is calculated in the xyz coordinate space where the electric field probe and the microstrip line are located is (x, y, z), and the thickness of the dielectric plate supporting the microstrip line is h. And the power supplied to the microstrip line is P, the impedance of the microstrip line is Zc, the reference value is Ez, the variable K is defined by Equation 1, and the variable n is defined by Equation 2. The calibration method according to claim 2, wherein the reference value is expressed by Equation 3.
前記電界プローブ及び前記マイクロストリップ線路が位置するｘｙｚ座標空間上における前記基準値が算出される座標位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、前記マイクロストリップ線路を支持する誘電体板の厚さをｈとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電力をＰとし、前記マイクロストリップ線路のインピーダンスをＺｃとし、前記マイクロストリップ線路の電気抵抗をρとし、前記マイクロストリップ線路に供給される電流の角周波数をωとし、前記マイクロストリップ線路の透磁率をμとし、前記基準値をＥｚとし、前記所定深さδを数式４により定義し、変数Ｋを数式５により定義し、且つ変数ｎを数式６によって定義すると、前記基準値は数式７により示されることを特徴とする請求項４に記載の校正方法。
The coordinate position where the reference value is calculated in the xyz coordinate space where the electric field probe and the microstrip line are located is (x, y, z), and the thickness of the dielectric plate supporting the microstrip line is h. The power supplied to the microstrip line is P, the impedance of the microstrip line is Zc, the electrical resistance of the microstrip line is ρ, and the angular frequency of the current supplied to the microstrip line is ω. , The magnetic permeability of the microstrip line is μ, the reference value is Ez, the predetermined depth δ is defined by Equation 4, the variable K is defined by Equation 5, and the variable n is defined by Equation 6. The calibration method according to claim 4, wherein the reference value is expressed by Equation 7.
前記マイクロストリップ線路に電流を供給することで所定の基準電界を発生させる電界発生手段と、
前記基準電界を測定することで出力電圧値を出力する電界プローブと、
前記基準電界に基づいて得られる基準値を取得する取得手段と、
前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正手段と
を備え、
前記取得手段は、円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面の特性と前記円筒導体の短手方向の断面の特性との間の関係を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とする校正装置。 Microstrip line,
Electric field generating means for generating a predetermined reference electric field by supplying current to the microstrip line;
An electric field probe that outputs an output voltage value by measuring the reference electric field;
Obtaining means for obtaining a reference value obtained based on the reference electric field;
Calibration means for calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value,
The acquisition means has a cross-sectional characteristic in a short direction of the microstrip line and a short side of the cylindrical conductor with respect to a cylindrical model that calculates the reference value in a state where the cylindrical conductor is disposed above the conductor plate. A calibration apparatus characterized in that the reference value is obtained by performing a calculation taking into account the relationship between the characteristics of the cross section in the direction.
マイクロストリップ線路から発生する所定の基準電界を前記電界プローブによって測定することで得られる前記電界プローブの出力電圧値と前記基準電界に基づいて得られる基準値とを取得する取得工程と、
前記出力電圧値及び前記基準値に基づいて前記電界プローブを校正する校正工程と
をコンピュータに実行させ、
前記取得工程は、円筒導体が導体板の上空に配置された状態での前記基準値を算出する円筒モデルに対して、前記マイクロストリップ線路の短手方向の断面の特性と前記円筒導体の短手方向の断面の特性との間の関係を加味した演算を行うことで、前記基準値を取得することを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program that causes a computer to calibrate an electric field probe,
An acquisition step of acquiring an output voltage value of the electric field probe obtained by measuring a predetermined reference electric field generated from a microstrip line by the electric field probe and a reference value obtained based on the reference electric field;
A calibration step of calibrating the electric field probe based on the output voltage value and the reference value;
In the acquisition step, the characteristics of the cross-section in the short direction of the microstrip line and the shortness of the cylindrical conductor are compared with the cylindrical model for calculating the reference value in a state where the cylindrical conductor is disposed above the conductor plate. A computer program characterized in that the reference value is obtained by performing a calculation that takes into account the relationship between the characteristics of the cross section in the direction.
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