JP6257864B1 - 電磁界プローブ - Google Patents

Abstract

ループ状導体（１）は、両端が開放され、一方の端部（１ａ）が導体板（２）に接続され、他方の端部（１ｂ）が引き出し線（５ｂ）に接続されている。導体板（２）は、ループ状導体（１）のループ面と平行に配置され、かつループ状導体（１）を覆う形状となっている。導体板（２）には引き出し線（５ａ）が接続され、引き出し線（５ａ）と引き出し線（５ｂ）からの出力を電磁界プローブの測定出力とする。

Description

本発明は、測定対象の近傍で測定対象を流れる電流を測定する電磁界プローブに関するものである。

測定対象の近傍で測定対象を流れる電流を測定するプローブとしては、一般的にループプローブが用いられる。ループプローブは、測定対象から生じる磁束がループプローブのループ面を通過するように配置し、その際生じる誘導電流をプローブの出力電圧として検出するものである。
このようなプローブとして、従来、ループプローブをプリント基板上で形成し，ループ配線の周囲にＧＮＤパターンを取り付ける（コプレーナ構造とする）ものがあった。このプローブは測定対象に対してプローブを平行に配置することを前提とし、ＧＮＤパターンをアンテナパターンの周囲に配置していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−８７０４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、ＧＮＤパターンはアンテナパターン周囲を覆うコプレーナ構造を作る目的で取り付けられるものであり、アンテナパターンの中心部にはＧＮＤパターンは存在しない。そのため、アンテナパターンの中心付近ではアンテナパターンの各辺に生じた誘導電流が打ち消し合い、測定できない領域が存在するという問題があった。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず安定した出力電圧を得ることができる電磁界プローブを提供することを目的とする。

この発明に係る電磁界プローブは、両端が開放されたループ状導体と、ループ状導体のループ面と平行かつ、ループ面の一方の面のみに配置され、ループ状導体を及びループ状導体の内側の領域を覆う形状の１枚の導体板とを備え、ループ状導体の両端における一方の端部を導体板に接続し、他方の端部を信号出力端子に接続すると共に、信号出力端子と導体板間の電位差を測定出力としたものである。

この発明に係る電磁界プローブは、ループ状導体のループ面と平行でかつループ状導体を覆う大きさに導体板を配置し、ループ状導体の両端における一方の端部を導体板に接続し、他方の端部を信号出力端子に接続して、信号出力端子と導体板間の電位差を測定出力としたものである。これにより、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず安定した出力電圧を得ることができる。

この発明の実施の形態１の電磁界プローブの斜視図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブの分解斜視図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブの側面図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブのループ状導体の平面図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブと測定対象であるマイクロストリップ線路との関係を示す側面図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブのループ状導体の一例を示す平面図である。 この発明の実施の形態１の電磁界プローブの特性を従来と比較して示す説明図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの斜視図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの分解斜視図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの側面図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブのループ状導体の平面図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの測定条件の説明図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの測定時の側面図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブのループ状導体の寸法を示す説明図である。 この発明の実施の形態２の電磁界プローブの測定結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態３の電磁界プローブの分解斜視図である。 この発明の実施の形態３の電磁界プローブのループ状導体の平面図である。 この発明の実施の形態３の電磁界プローブのループ状導体の寸法を示す説明図である。 この発明の実施の形態３の電磁界プローブの測定時の側面図である。 この発明の実施の形態３の電磁界プローブの電磁界シミュレーションを用いて計算した結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態４の電磁界プローブの分解斜視図である。 この発明の実施の形態４の電磁界プローブのループ状導体を示す平面図である。 この発明の実施の形態４の電磁界プローブのループ状導体の他の例を示す平面図である。 この発明の実施の形態４の電磁界プローブのループ状導体の更に他の例を示す平面図である。 この発明の実施の形態５の電磁界プローブの分解斜視図である。 この発明の実施の形態５の電磁界プローブの側面図である。 図２７Ａ，図２７Ｂは、この発明の実施の形態５の電磁界プローブのループ状導体を示す平面図である。 この発明の実施の形態５の電磁界プローブの測定時の構成の分解斜視図である。 この発明の実施の形態５の電磁界プローブの測定時の構成の側面図である。 図３０Ａ，図３０Ｂ，図３０Ｃは、この発明の実施の形態５の電磁界プローブのループ状導体を示す平面図である。 この発明の実施の形態５の電磁界プローブの測定結果を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態による電磁界プローブの構成を示す斜視図である。また、図２は電磁界プローブの分解斜視図、図３は電磁界プローブの側面図、図４はループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図を用いて実施の形態１の電磁界プローブについて以下説明する。

本実施の形態による電磁界プローブは、これらの図に示すように、ループ状導体１と導体板２とが誘電体３を介して設置された２層のプリント基板である。ループ状導体１は両端が開放されたループ状の導体であり、プリント基板の一方の面に配置されている。導体板２は、プリント基板の他方の面に、ループ状導体１のループ面と平行となるよう配置され、かつループ状導体１を覆う大きさを有している。ループ状導体１における一方の端部１ａは、誘電体３に設けられた貫通穴３ａを介してビア４で導体板２に接続されている。また、ループ状導体１における他方の端部１ｂは、信号出力端子を構成するための引き出し線５ｂが接続されており、導体板２に設けられた引き出し線５ａとの電位差を電磁界プローブからの測定出力としている。

本実施の形態では、引き出し線５ａ及び引き出し線５ｂとして用いるのは被覆線や同軸ケーブルを想定しているが、電磁界プローブから測定装置までの間を接続できるものであれば、どのようなものでも適用可能である。また、測定装置はオシロスコープやスペクトラムアナライザ、ネットワークアナライザを用いることを想定しているが、目的の出力が得られる測定装置であれば、どのようなものでも構わない。

次に、この形態が望ましい効果を生む理由を説明する。理由は以下の２点であり、それぞれの効果が重ね合わされることで本実施の形態における電磁界プローブの効果を生み出すことができる。
１．電磁界プローブの一部として導体板２を経由することで、測定対象が作る電界を導体板２とループ状導体１のそれぞれが受けることになり、両者の間に電位差を発生することができ、ループの中心部であっても電磁界プローブから出力電圧を発生させることができる。
２．導体板２によって渦電流ができるため磁束がループ状導体１のループ面を通過しにくくなる。特に、ループ状導体１の線（長方形のループ状導体の場合にはループを形成する導体の一辺）と、測定対象となる配線が近接することで、電磁界プローブの出力電圧が大きくなる位置で、誘導電流を抑制するため出力電圧を小さくすることができる。

このように、電界成分でループの中心部で出力電圧（結合量）を大きくし、出力電圧が大きくなる箇所での磁界成分を抑制することで、測定対象と電磁界プローブの位置（位置特性や角度特性）によらず、変動量の小さい出力電圧を電磁界プローブから得ることができる。なお、ループ状導体１の形状は図１〜図４では四角形としているが、この形状に限定されるものではなく、楕円形や多角形であっても良い。

次に、本実施の形態の電磁界プローブで得られる効果について図５〜図７を用いて説明する。図５は、電磁界プローブと測定対象であるマイクロストリップ線路との関係を示す側面図、図６は、ループ状導体の一例を示す平面図、図７は、本実施の形態の電磁界プローブの特性を従来と比較して示す説明図である。
図５に示すように、電磁界プローブ１００をマイクロストリップ線路２００との間に所定の間隔を持って配置する。図示例ではこれらの間隔を１．０ｍｍとする。また、誘電体３の厚みは０．８ｍｍである。電磁界プローブ１００は、ループ状導体１１の一方の端部１１ａをビア４によって導体板２と接続する。導体板２上には同軸ケーブルを接続するための同軸コネクタ６が設置され、ループ状導体１１の他方の端部１１ｂと同軸コネクタ６の芯線６ａとを接続している。同軸コネクタ６及び芯線６ａはループ状導体１１からの信号出力端子としての機能を有するものである。すなわち、図５に示す電磁界プローブ１００では、信号出力端子を導体板２を基準としてループ状導体１１とは反対側の面に設けた構成となっている。ループ状導体１１は、一辺６．５ｍｍ角の四角形のループ状導体を使用し、これを一辺８．０ｍｍ角の導体板２と誘電体３を介して配置している。

図７は、マイクロストリップ線路２００を横切る方向に電磁界プローブ１００を移動させたときの、１ＧＨｚでのマイクロストリップ線路２００と電磁界プローブ１００との結合量を示している。実線が実施の形態１の電磁界プローブ１００の結合量を示し、破線が、ループ状のプローブ素子のみからなる従来のプローブの結合量を示している。図７に示すように、マイクロストリップ線路２００の中心線と電磁界プローブ１００の中心が一致する位置（Ｌ＝０ｍｍ）で、従来のプローブより結合量が増大しており、従来のプローブより望ましい結果となっていることが分かる。

導体板２を付ける更なる効果として、作りやすさと使いやすさの向上がある。従来の導体板のないループプローブでは、コネクタ自体がプローブの一部となり特性を乱すため、コネクタの形状や取り付け箇所を考慮して設計する必要があった。それに対し、実施の形態１の電磁界プローブ１００のように、測定対象であるマイクロストリップ線路２００と同軸コネクタ６との間に導体板２が設けられていることで、測定対象から出る電界成分や磁界成分が同軸コネクタ６に与える影響を抑制することができる。その結果、形状や取り付け位置に依存することなく同軸コネクタ６を電磁界プローブ１００に取り付けることができる。従って、コネクタの形状を考える場合であっても、再設計が不要となる。
また、同軸コネクタ６を使用した場合には、導体板２と同軸コネクタ６の外導体を面で接続することができ、強固に固定できるため破損しにくい構造とすることができる。

以上説明したように、実施の形態１の電磁界プローブによれば、両端が開放されたループ状導体と、ループ状導体のループ面と平行に配置され、かつループ状導体を覆う形状の導体板とを備え、ループ状導体の両端における一方の端部を導体板に接続し、他方の端部を信号出力端子に接続すると共に、信号出力端子と導体板間の電位差を測定出力としたので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず安定した出力電圧を得ることができる。

また、実施の形態１の電磁界プローブによれば、信号出力端子を、導体板を基準としてループ状導体とは反対側に設けたので、測定対象から出る電界成分や磁界成分が信号出力端子に与える影響を抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２の電磁界プローブは、ループ状導体の両端における一方の端部または他方の端部が、ループを形成する面の内側の領域に位置するようにしたものである。すなわち、電磁界プローブの中心付近にループ状導体がない場合、ループ状導体がマイクロストリップ線路からの電界成分を捉えにくい場合があり、実施の形態２では、これを解消するため、電磁界プローブの中心付近にループ状導体が位置するようにしている。

ループ状導体の両端で、ループ状導体の内側に入れるのは導体板に接続しない側と、接続する側の両方が考えられるが、以下、導体板に接続しない側を内側に位置する例を説明する。なお、ループ状導体の端部で導体板に接続する側を内側に位置するよう構成しても同様の効果が得られる。また、ループ状導体の形状は、実施の形態１と同様に、円形でも多角形でも構わないが四角形として説明する。

図８は、本実施の形態による電磁界プローブの構成を示す斜視図である。また、図９は電磁界プローブの分解斜視図、図１０は電磁界プローブの側面図、図１１はループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図を用いて実施の形態２の電磁界プローブについて以下説明する。
本実施の形態の電磁界プローブは、これらの図に示すように２層基板で構成しており、ループ状導体１２の一方の端部１２ａは導体板２にビア４で接続し、他方の端部１２ｂは、１辺の中間部から内側方向に四角形の領域の中心部付近まで延出されている。すなわち、他方の端部１２ｂは、ループ状導体１１におけるループの内側の領域に位置するよう構成されている。そして、他方の端部１２ｂは、誘電体３に設けられた貫通穴３ｂと、導体板２に設けられたクリアランス２ａを介して同軸コネクタ６の芯線６ａに接続されている。この例では同軸コネクタ６を用いているが、電磁界プローブから測定装置まで電気的に接続できれば実施の形態１と同様、どのようなものでも構わない。なお、同軸コネクタ６を用いた場合、同軸コネクタ６の外導体を導体板２に接続し、芯線６ａをループ状導体１１の他方の端部１２ｂに接続する。

実施の形態２では、ループ状導体１２におけるループ内側にその端部を配置することでループ状導体１２と導体板２の間に電位差が発生しやすくなり、ループの内側でも信号を検出しやすくなる。
実施の形態２の条件で、導体板２に接続しない端子をループの内側に入れたプローブを厚さ０．８ｍｍのＦＲ−４のプリント基板で試作した。そして、マイクロストリップ線路に対して横切る方向にプローブを移動させると共に、マイクロストリップ線路に対して回転させた場合の、マイクロストリップ線路と電磁界プローブ間の結合量を実測した。図１２は測定条件の説明図、図１３は図１２の側面図、図１４はループ状導体１２の寸法を示す説明図である。

電磁界プローブ１００ａの先にはスペクトラムアナライザ（スペクトラムアナライザのトラッキングジェネレータ機能で−１０ｄＢｍをマイクロストリップ線路２００に注入し、トラッキングジェネレータに接続しない方のマイクロストリップ線路２００の端部には５０Ω終端を接続している）を取り付け、測定を行った。マイクロストリップ線路２００は、信号線２０１とグラウンド導体２０２が誘電体２０３を介して配置されている。電磁界プローブ１００ａは回転軸１０１を中心として回転方向１０２に回転すると共に、移動方向１０３に移動する。

図１５に、図１２に示した構成における測定結果を示す。図中、Ａに示すように、結合量の最大値が−２８ｄＢなのに対し、電磁界プローブ１００ａの中心付近での結合量の最小値は−３７ｄＢと結合量の変化は１０ｄＢ程度となっており、従来のループプローブや実施の形態１に比べても改善が確認できている。また、複数の線がそれぞれ電磁界プローブ１００ａを回転させた場合の異なる回転角の測定結果を示すが、図中のＢに示すように、角度による変化は小さいことが分かる。また、電磁界シミュレーションでも同様の結果が得られることが確認できている。

以上説明したように、実施の形態２の電磁界プローブによれば、ループ状導体における一方の端部または他方の端部は、ループを形成する面の内側の領域に位置するようにしたので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず、より安定した出力電圧を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、ループ状導体のループの内側に位置する他方の端部を螺旋状としたものである。
図１６は、本実施の形態による電磁界プローブの分解斜視図、図１７はループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図を用いて実施の形態３の電磁界プローブについて以下説明する。

実施の形態３の電磁界プローブの基本的構成は実施の形態２と同様であるが、図１６及び図１７に示すようにループ状導体１３の他方の端部１３ｂが螺旋状に四角形の領域の中心付近まで延出されている。他方の端部１３ｂは、実施の形態２と同様に、誘電体３に設けられた貫通穴３ｂと、導体板２に設けられたクリアランス２ａを介して同軸コネクタ６の芯線６ａに接続されている。また、ループ状導体１３の一方の端部１３ａは、実施の形態１及び実施の形態２と同様にビア４を介して導体板２に接続されている。図１６におけるその他の構成は、図９に示した実施の形態２と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

ループ状導体１３の他方の端部１３ｂ側を螺旋状に形成することによって磁界成分がループ面を貫くのを妨げにくくなるため、磁界成分が検出しにくくなるのを防ぎつつ、電界成分の検出も良好に行うことができる。
この効果を確認するための一つの例として、図１８に実施の形態３のループ状導体の寸法を記す。図示のように、６．５ｍｍ角のループの中に一辺４．５ｍｍ角のループが入った構造となっている。また、線幅は０．５ｍｍである。図１９に電磁界プローブ１００ｂを側面から見たときのマイクロストリップ線路２００との位置関係を示す。電磁界プローブ１００ｂとマイクロストリップ線路２００との間隔は１．０ｍｍであり、電磁界プローブ１００ｂにおける誘電体３の厚さは０．８ｍｍである。図２０にこの条件で電磁界シミュレーションを用いて計算した結果を示す。破線で示す実施の形態１に比べると、実線で示す実施の形態３では、結合量の最大値は小さくなるものの、ループ状導体１２の中心での結合量の低下が抑えられていることが分かる。

以上説明したように、実施の形態３の電磁界プローブによれば、ループ状導体における一方の端部または他方の端部を、ループを形成する面の内側の領域に螺旋状に延出したので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず、より安定した出力電圧を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、ループ状導体における一方の端部または他方の端部に、ループを形成する面の内側の領域において、ループ状導体の線幅より大きな線幅の導体板を接続した例である。実施の形態４では、導体板を接続する端部を他方の端部として説明するが、一方の端部でも同様の効果が得られる。

図２１は、本実施の形態による電磁界プローブの分解斜視図、図２２はループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図を用いて実施の形態４の電磁界プローブについて以下説明する。
本実施の形態のループ状導体１４は、他方の端部１４ｂに、ループ状導体１４の線幅より幅広の導体板１５が接続されている。導体板１５の形状は、ループ状導体１４の線幅より広い部分を有していれば特に制約はないが、測定対象に対して電磁界プローブを回転させた時に対称であることが望ましいため、円形や正多角形が良く、また、ループ状導体１４のループの中心付近に配置するのが望ましい。導体板１５は、誘電体３に設けられた貫通穴３ｂと導体板２に設けられたクリアランス２ａを通して同軸コネクタ６の芯線６ａに接続されている。また、ループ状導体１４の一方の端部１４ａは、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ビア４を介して導体板２に接続されている。図２１におけるその他の構成は、図９に示した実施の形態２と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

図２３及び図２４に、図２１及び図２２のループ状導体１４とは異なる例を示す。図２３のループ状導体１６は円形に形成されており、かつ、他方の端部１６ｂには円形の導体板１７が接続されている。図２４のループ状導体１８は四角形に形成され、他方の端部１８ｂには円形の導体板１７が接続されている。なお、それぞれの一方の端部１６ａ，１８ａがビア４を介して導体板２に接続され、導体板１７が同軸コネクタ６の芯線６ａに接続されるのは図２２に示したループ状導体１４と同様である。これら図２３及び図２４に示すように、導体板１７の形状はループ状導体１６（１８）と一致させても、させなくても良い。

このように、実施の形態４では、導体板１５，１７によりループの中心付近の受信電圧が弱くなりやすい領域で電界成分を受けやすくすることができる。電界成分を受けやすくすることができる理由は、測定対象となるマイクロストリップ線路の信号線と、電磁界プローブが対向する面積が増えた結果、静電容量によって電界成分を検出しやすくなるためである。一方、導体板２の方も同様に電界成分を受けるが、マイクロストリップ線路からの距離が遠いことや、マイクロストリップ線路と導体板２の間には、導体板１５，１７やループ状導体１４，１６，１８が介在しているため、マイクロストリップ線路からの電界の影響を受けにくく、導体板２と導体板１５，１７の間に電位差が作りやすい。その結果、ループの中心部での受信電圧を大きくすることができる。

以上説明したように、実施の形態４の電磁界プローブによれば、ループ状導体における一方の端部または他方の端部は、ループを形成する面の内側の領域にループ状導体の線幅より大きな線幅の導体板が接続されているようにしたので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず、より安定した出力電圧を得ることができる。

実施の形態５．
実施の形態５は、ループ状導体を複数設け、これら複数のループ状導体を接続して、一本の連続したループ状導体としたものである。図２５は、実施の形態５の電磁界プローブの分解斜視図、図２６は電磁界プローブの側面図、図２７Ａ及び図２７Ｂは、ループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図を用いて実施の形態５の電磁界プローブについて以下説明する。

実施の形態５の電磁界プローブは、これらの図に示すように３層基板で構成されており、誘電体３１を介して１層目のループ状導体１２と２層目のループ状導体１９が設けられ、誘電体３２を介して２層目のループ状導体１９と導体板２とが設けられている。ここで、ループ状導体１２は、実施の形態２のループ状導体１２と同様である。また、ループ状導体１９は、正四角形のループ状導体であり、一辺の端部が他方の端部１９ｂとなり、他方の端部１９ｂに近接する一辺の端部が一方の端部１９ａとなっている。

ループ状導体１２の一方の端部１２ａは、誘電体３１に設けられた貫通穴３１ａにビア４１を通してループ状導体１９の他方の端部１９ｂに接続されている。また、ループ状導体１２の他方の端部１２ｂには、誘電体３１に設けられた貫通穴３１ｂと誘電体３２に設けられた貫通穴３２ｂと導体板２に設けられたクリアランス２ａを通して同軸コネクタ６の芯線６ａが接続されている。更に、ループ状導体１９の一方の端部１９ａは誘電体３２に設けられた貫通穴３２ａにビア４２を通して導体板２に接続されている。このようにして、ループ状導体１２とループ状導体１９は、１本の連続したループ状導体として、導体板２と同軸コネクタ６に接続される。なお、これらの図ではループ状導体１２、１９の外形寸法は等しいとしているが、特に同一寸法に限定されるものではない。

一般的にループプローブは、ループ面を貫く磁束の量で出力電圧の強さが変化し、貫く磁束の量が大きいほど大きな電圧を出力することができる。本発明の電磁界プローブはループプローブとしての特徴も持っているため、巻数を増やすことで出力電圧を大きくすることができる。
実施の形態５の効果を確認するために試作を行った。図２８は、試作した電磁界プローブの分解斜視図、図２９はその電磁界プローブの側面図、図３０Ａ、図３０Ｂ、図３０Ｃは、ループ状導体の形状を示す平面図である。これらの図に示す電磁界プローブは４層基板で作成されており、４層の内１層は導体板２が配置され、残りの３層はループ状導体１８，１９，１１が配置されている。これらループ状導体１８，１９，１１のうち、１層目のループ状導体１８は、図３０Ｃに示すように、実施の形態４の図２４に示したループ状導体１８と同様である。２層目のループ状導体１９は、図３０Ｂに示すように、図２５〜図２７Ａに示したループ状導体１９と同様である。３層目のループ状導体１１は、図３０Ａに示すように、実施の形態１の図５及び図６に示したループ状導体１１と同様である。

誘電体３３，３４，３５のそれぞれの厚さは０．６ｍｍであり、導体板２は８ｍｍ角である。また、ループ状導体１８，１９，１１は、線幅が０．５ｍｍで一辺６．５ｍｍの正方形とし、導体板１７は直径３ｍｍの円形とした。ループ状導体１８の一方の端部１８ａは誘電体３３に設けられた貫通穴３３ａにビア４３を通してループ状導体１９の他方の端部１９ｂに接続されている。ループ状導体１９の一方の端部１９ａは誘電体３４に設けられた貫通穴３４ａにビア４４を通してループ状導体１１の他方の端部１１ｂに接続されている。ループ状導体１１の一方の端部１１ａは誘電体３５に設けられた貫通穴３５ａにビア４５を通して導体板２に接続されている。また、ループ状導体１８の導体板１７に同軸コネクタ６の芯線６ａが、導体板２のクリアランス２ａ、貫通穴３５ｂ，３４ｂ，３３ｂを通して接続されている。

図３１は、図２８〜図３０に示した電磁界プローブを用い、マイクロストリップ線路を横切る方向に電磁界プローブを移動させたときの１ＧＨｚでのマイクロストリップ線路と電磁界プローブとの結合量を示す。
図中のＣに示すように、電磁界プローブの中心での落ち込みは２ｄＢ程度と非常に小さく理想的な特性になっていることが分かる。また、Ｄに示すように、角度による変化を小さくすることができるという効果は、実施の形態１〜４と同様である。出力（結合量）の値に関して、導体板１７の追加はループを貫く磁束を妨げてしまうため導体板１７が無い場合に比べ、結合量が最大値となるプローブの端部（Ｌ＝±４ｍｍ）での値は小さくなる方向に作用する。一方で、巻数を増やすことで結合量を大きくできるため、導体板１７を追加しても結合量の最大値を変化させず、更に導体板１７の効果によりループの中心部での結合量のみを大きくすることができる。

以上説明したように、実施の形態５の電磁界プローブによれば、複数のループ状導体を異なる層にそれぞれ設け、それぞれのループ状導体の一方の端部を他の層のループ状導体の他方の端部に接続すると共に、他方の端部を他の層のループ状導体の一方の端部に接続して、複数のループ状導体を連続した一つのループ状導体とし、かつ、他のループ状導体に接続されていないループ状導体の一方の端部を導体板に接続すると共に、他のループ状導体に接続されていないループ状導体の他方の端部を信号出力端子としたので、測定対象と電磁界プローブの位置や方向にかかわらず、より安定した出力電圧を得ることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

以上のように、この発明に係る電磁界プローブは、測定対象の近傍で測定対象を流れる電流を測定するループプローブの構成に関するものであり、プリント基板配線上に生じる電流を検出するのに適している。

１，１１，１２，１３，１４，１６，１８，１９ ループ状導体、１ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１６ａ，１８ａ，１９ａ 一方の端部、１ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，１９ｂ 他方の端部、２，１５，１７ 導体板、２ａ クリアランス、３，３１，３２，３３，３４，３５ 誘電体、３ａ，３ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ 貫通穴、４，７，４１，４２，４３，４４，４５ ビア、５ａ，５ｂ 引き出し線、６ 同軸コネクタ、６ａ 芯線、１００，１００ａ，１００ｂ 電磁界プローブ、１０１ 回転軸、１０２ 回転方向、１０３ 移動方向、２００ マイクロストリップ線路、２０１ 信号線、２０２ グラウンド導体、２０３ 誘電体。

Claims (6)

1. 両端が開放されたループ状導体と、
   前記ループ状導体のループ面と平行かつ、前記ループ面の一方の面のみに配置され、前記ループ状導体及び前記ループ状導体の内側の領域を覆う形状の１枚の導体板とを備え、
   前記ループ状導体の両端における一方の端部を前記導体板に接続し、他方の端部を信号出力端子に接続すると共に、当該信号出力端子と前記導体板間の電位差を測定出力としたことを特徴とする電磁界プローブ。
2. 前記信号出力端子を、前記導体板を基準として前記ループ状導体とは反対側に設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
3. 前記ループ状導体における一方の端部または他方の端部は、ループを形成する面の内側の領域に位置することを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。
4. 前記ループ状導体における一方の端部または他方の端部を、ループを形成する面の内側の領域に螺旋状に延出したことを特徴とする請求項３記載の電磁界プローブ。
5. 前記ループ状導体における一方の端部または他方の端部は、ループを形成する面の内側の領域に当該ループ状導体の線幅より大きな線幅の導体板が接続されていることを特徴とする請求項３記載の電磁界プローブ。
6. 複数の前記ループ状導体を異なる層にそれぞれ設け、それぞれのループ状導体の一方の端部を他の層のループ状導体の他方の端部に接続すると共に、他方の端部を他の層のループ状導体の一方の端部に接続して、前記複数のループ状導体を連続した一つのループ状導体とし、かつ、他のループ状導体に接続されていないループ状導体の一方の端部を前記導体板に接続すると共に、他のループ状導体に接続されていないループ状導体の他方の端部を前記信号出力端子としたことを特徴とする請求項１記載の電磁界プローブ。

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