JP7336390B2 - Evaluation method and evaluation device for electromagnetic interference suppressor - Google Patents
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Description
本発明は、電磁干渉抑制体の評価方法及び評価装置に関する。 The present invention relates to an evaluation method and evaluation apparatus for an electromagnetic interference suppressor.
電磁干渉抑制体であるノイズ抑制シートの評価方法は、国際規格IEC62333-2に規定されている。そして、その評価方法は、一対のループアンテナを使用するものである。 An evaluation method for a noise suppression sheet, which is an electromagnetic interference suppressor, is specified in the international standard IEC62333-2. And the evaluation method uses a pair of loop antennas.
近年の電子機器の高密度実装化により、機器の筐体内のスペースが減少している。その結果、機器の筐体内におけるノイズ伝搬経路に筐体による反射が含まれるケースが増大している。 Due to the high-density mounting of electronic devices in recent years, the space inside the housing of the device is decreasing. As a result, there is an increasing number of cases where the noise propagation path within the device housing includes reflection from the housing.
しかしながら、国際規格IEC62333-2に規定される評価方法は、筐体による反射を考慮したものではない。実際、この評価方法を用いて電磁干渉抑制体の評価を行う場合に、電磁干渉抑制の近傍に筐体を模した金属板を配置すると、金属板の寸法に応じた周波数でループアンテナが共振し、規定された周波数範囲(100KHz~6GHz)よりも狭い範囲でしか適正な評価を行うことができない。このように上記評価方法には、筐体による反射を考慮した評価を広い周波数帯域において行うことができないという問題点がある。 However, the evaluation method specified in the international standard IEC62333-2 does not consider the reflection by the housing. In fact, when evaluating an electromagnetic interference suppressor using this evaluation method, if a metal plate imitating a housing is placed near the electromagnetic interference suppressor, the loop antenna will resonate at a frequency corresponding to the dimensions of the metal plate. , a proper evaluation can only be performed in a narrower range than the specified frequency range (100 KHz to 6 GHz). As described above, the above evaluation method has a problem that it is not possible to perform evaluation in a wide frequency band in consideration of reflection by the housing.
また、上記評価方法は、一対のループアンテナ間のSパラメータS21が周波数に比例すると見做せる範囲において有効なものである。詳しくは、周波数が6GHzを超えるとループアンテナが共振するため、SパラメータS21が周波数に比例していると見做すことができなくなり、適正な評価を行うことができない。その一方で、近年の通信周波数の高周波化により、6GHzを超える周波数における評価を適正に行える方法が求められている。 Moreover, the above evaluation method is effective within a range in which the S parameter S21 between a pair of loop antennas can be considered to be proportional to the frequency. Specifically, since the loop antenna resonates when the frequency exceeds 6 GHz, the S-parameter S21 cannot be considered to be proportional to the frequency, and proper evaluation cannot be performed. On the other hand, as communication frequencies become higher in recent years, there is a demand for a method of properly performing evaluations at frequencies exceeding 6 GHz.
本発明は、金属板が存在しても6GHzを超える周波数範囲を含む広い周波数帯域において評価を行うことができる電磁干渉抑制体の評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an evaluation method and evaluation apparatus for an electromagnetic interference suppressor that can perform evaluation in a wide frequency band including a frequency range exceeding 6 GHz even if a metal plate exists.
本発明は、第1の評価方法として、電磁干渉抑制体の評価方法であって、
金属層を有する基板と、金属板とを用意し、
前記基板と平行な平面上に、一対の直線状の放射部を所定間隔で互いに平行となるように配置し、
前記金属板の一面上に前記電磁干渉抑制体を配置し、
前記電磁干渉抑制体が前記放射部に面し、かつ前記放射部と前記金属板との距離が所定距離となるように、前記金属板を前記基板と平行に配置し、
前記放射部の夫々の端部の一方を終端処理し、
前記放射部の一方が前記金属層をグランド部とする送信アンテナとして機能するように、前記放射部の一方の前記端部の残りの一方に入力信号を供給し、
前記放射部の残りの一方が前記金属層をグランド部とする受信アンテナとして機能するように、前記放射部の残りの一方の前記端部の残りの一方から出力信号を取り出す
評価方法を提供する。
The present invention, as a first evaluation method, is a method for evaluating an electromagnetic interference suppressor,
preparing a substrate having a metal layer and a metal plate,
arranging a pair of linear radiating portions parallel to each other at a predetermined interval on a plane parallel to the substrate;
placing the electromagnetic interference suppressor on one surface of the metal plate;
arranging the metal plate parallel to the substrate such that the electromagnetic interference suppressor faces the radiation portion and the distance between the radiation portion and the metal plate is a predetermined distance;
terminating one of each end of the radiating section;
supplying an input signal to the remaining one of the one end of the radiating section so that one of the radiating sections functions as a transmitting antenna using the metal layer as a ground section;
An evaluation method is provided for extracting an output signal from the remaining one of the ends of the radiating section so that the remaining one of the radiating sections functions as a receiving antenna using the metal layer as a ground section.
また、本発明は、第2の評価方法として、第1の評価方法であって、
前記放射部の夫々として、同軸ケーブルの外部導体が取り除かれた領域の中心導体を用い、
前記同軸ケーブルの長さ方向において前記領域の両側に夫々位置する前記外部導体は、前記金属層に電気的に接続されている
評価方法を提供する。
Further, the present invention is a first evaluation method as a second evaluation method,
Using a central conductor in a region from which the outer conductor of the coaxial cable is removed as each of the radiating portions,
The outer conductors located on each side of the region in the lengthwise direction of the coaxial cable are electrically connected to the metal layer to provide an evaluation method.
また、本発明は、第3の評価方法として、第1又は第2の評価方法であって
前記放射部の長さは1mm以上10mm以下である
評価方法を提供する。
Further, the present invention provides, as a third evaluation method, the first or second evaluation method, wherein the length of the radiating portion is 1 mm or more and 10 mm or less.
また、本発明は、第4の評価方法として、第1から第3の評価方法のいずれか一つであって、
前記金属板は、一辺が1mm以上6mm以下の正方形の板である
評価方法を提供する。
Further, according to the present invention, as a fourth evaluation method, any one of the first to third evaluation methods,
An evaluation method is provided in which the metal plate is a square plate with a side of 1 mm or more and 6 mm or less.
また、本発明は、第5の評価方法として、第1から第4の評価方法のいずれか一つであって、
前記所定間隔は1mm以上6mm以下である
評価方法を提供する。
Further, according to the present invention, as a fifth evaluation method, any one of the first to fourth evaluation methods,
The evaluation method is provided, wherein the predetermined interval is 1 mm or more and 6 mm or less.
また、本発明は、第6の評価方法として、第1から第5の評価方法のいずれか一つであって、
前記所定距離は0.02mm以上3mm以下である
評価方法を提供する。
Further, according to the present invention, as a sixth evaluation method, any one of the first to fifth evaluation methods,
The evaluation method is provided, wherein the predetermined distance is 0.02 mm or more and 3 mm or less.
本発明は、第1の評価装置として、電磁干渉抑制体の評価に用いられる評価装置であって、
基板と、一対の放射部と、金属板とを備えており、
前記基板は、金属層を有しており、
前記放射部の夫々は、直線状に形成されており、
前記放射部は、所定間隔で互いに平行となるように、前記基板と平行な平面上に配置されており、
前記放射部の夫々の端部の一方は終端処理されており、
前記放射部の夫々の前記端部の残りの一方は外部端子として使用されるものであり、
前記放射部の夫々は、前記金属層を共通のグランド部とするアンテナを構成しており、
前記金属板は、前記放射部との距離が所定距離となるように、前記基板と平行に配置されており、
前記放射部は、前記基板と前記金属板との間に位置しており、
使用時に、前記金属板と前記放射部との間に前記電磁干渉抑制体が配置される
評価装置を提供する。
The present invention, as a first evaluation device, is an evaluation device used for evaluation of an electromagnetic interference suppressor,
comprising a substrate, a pair of radiating portions, and a metal plate,
The substrate has a metal layer,
Each of the radiating portions is formed in a straight line,
the radiating sections are arranged on a plane parallel to the substrate so as to be parallel to each other at predetermined intervals;
one of the ends of each of said radiating sections is terminated;
the remaining one of the ends of each of the radiating portions is used as an external terminal;
each of the radiating sections constitutes an antenna having the metal layer as a common ground section;
The metal plate is arranged parallel to the substrate so that the distance from the radiation portion is a predetermined distance,
The radiation section is positioned between the substrate and the metal plate,
An evaluation device is provided in which the electromagnetic interference suppressor is arranged between the metal plate and the radiating portion when in use.
また、本発明は、第2の評価装置として、第1の評価装置であって、
前記放射部の夫々は、同軸ケーブルの外部導体が取り除かれた領域の中心導体であり、
前記同軸ケーブルの長さ方向において前記領域の両側に位置する前記外部導体は、前記金属層に電気的に接続されている
評価装置を提供する。
Further, the present invention is a first evaluation device as a second evaluation device,
each of the radiating portions is a center conductor in a region from which the outer conductor of the coaxial cable has been removed;
The outer conductors on either side of the region along the length of the coaxial cable provide evaluation devices electrically connected to the metal layer.
また、本発明は、第3の評価装置として、第1又は第2の評価装置であって、
前記放射部の長さは1mm以上10mm以下である
評価装置を提供する。
Further, the present invention is a third evaluation device, which is the first or second evaluation device,
The evaluation device is provided, wherein the radiation portion has a length of 1 mm or more and 10 mm or less.
また、本発明は、第4の評価装置として、第1から第3の評価装置のいずれか一つであって、
前記金属板は、一辺が1mm以上6mm以下の正方形の板である
評価装置を提供する。
Further, according to the present invention, as a fourth evaluation device, any one of the first to third evaluation devices,
The evaluation device is provided, wherein the metal plate is a square plate with a side of 1 mm or more and 6 mm or less.
また、本発明は、第5の評価装置として、第1から第4の評価装置のいずれか一つであって、
前記所定間隔は1mm以上6mm以下である
評価装置を提供する。
Further, according to the present invention, as a fifth evaluation device, any one of the first to fourth evaluation devices,
The evaluation device is provided, wherein the predetermined interval is 1 mm or more and 6 mm or less.
また、本発明は、第6の評価装置として、第1から第5の評価装置のいずれか一つであって、
前記所定距離は0.02mm以上3mm以下である
評価装置を提供する。
Further, according to the present invention, as a sixth evaluation device, any one of the first to fifth evaluation devices,
The evaluation device is provided, wherein the predetermined distance is 0.02 mm or more and 3 mm or less.
本発明によれば、一対の直線状の放射部を用いることにより放射部間の共振を抑えることができ、さらに放射部の近傍に金属板を配置することにより、6GHzを超える周波数を含む広い周波数範囲において、電磁干渉抑制体の評価を行うことができる。 According to the present invention, by using a pair of straight radiating sections, resonance between the radiating sections can be suppressed. Within the scope, an evaluation of electromagnetic interference suppressors can be made.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態による電磁干渉抑制体の評価方法は、ノイズ抑制シート(NSS)とも呼ばれる薄いシート状の電磁干渉抑制体(磁性体シート)を評価するために用いられる。
(First embodiment)
The method for evaluating an electromagnetic interference suppressor according to the first embodiment of the present invention is used to evaluate a thin sheet-like electromagnetic interference suppressor (magnetic sheet), also called a noise suppression sheet (NSS).
本実施の形態による評価方法は、以下のステップを含む。 The evaluation method according to this embodiment includes the following steps.
ステップ1:金属層を有する基板と、金属板とを用意する。ここで基板は、実機の回路基板を模したものであり、金属層はグランドパターンを模したものである。また、金属板は、実機の筐体を模したものである。なお、実機とは、例えば携帯電話機、スマートフォン等の小型電子機器を意味する。 Step 1: Prepare a substrate having a metal layer and a metal plate. Here, the substrate imitates a circuit board of an actual machine, and the metal layer imitates a ground pattern. Moreover, the metal plate imitates the housing of the actual machine. Note that the actual device means a small electronic device such as a mobile phone, a smart phone, or the like.
ステップ2:基板と平行な平面上に、一対の直線状の放射部、即ち第1及び第2放射部を所定間隔で互いに平行となるように配置する。ここで、第1放射部は、ノイズ源を模したものであり、第2放射部は、ノイズ被害を受けるものを模したものである。 Step 2: Place a pair of linear radiating sections, ie, first and second radiating sections, on a plane parallel to the substrate so as to be parallel to each other at a predetermined interval. Here, the first radiating section simulates a noise source, and the second radiating section simulates an object that suffers noise damage.
ステップ3:金属板の一面上に電磁干渉抑制体を配置する。 Step 3: Place an electromagnetic interference suppressor on one side of the metal plate.
ステップ4:電磁干渉抑制体が第1及び第2放射部に面し、かつ第1及び第2放射部と金属板との距離が所定距離となるように、金属板を基板と平行に配置する。 Step 4: Arrange the metal plate parallel to the substrate so that the electromagnetic interference suppressor faces the first and second radiating parts and the distance between the first and second radiating parts and the metal plate is a predetermined distance. .
ステップ5:第1及び第2放射部の夫々の端部の一方を終端処理する。 Step 5: Terminate one of the ends of each of the first and second radiating sections.
ステップ6:第1放射部が金属層をグランド部とする送信アンテナとして機能するように、第1放射部の端部の残りの一方に入力信号を供給する。 Step 6: Apply an input signal to the remaining one of the ends of the first radiating section so that the first radiating section functions as a transmitting antenna grounded on the metal layer.
ステップ7:第2放射部が金属層をグランド部とする受信アンテナとして機能するように、第2放射部の端部の残りの一方から出力信号を取り出す。 Step 7: Take out the output signal from the remaining one of the ends of the second radiating part so that the second radiating part functions as a receiving antenna with the metal layer as the ground part.
なお、上述したステップ1~7の実行順序は変更し得る。特に、ステップ5は、ステップ2と同時又はステップ2とステップ3の間で行ってもよい。
Note that the execution order of
本実施の形態による評価方法によれば、一対の直線状の放射部を用いるので、広い周波数範囲において放射部間の共振が生じない。また、実機の筐体を模した金属板を放射部の近傍に配置した状態において、6GHzを超える高い周波数でも伝送特性の直線性が維持される。これにより、本実施の形態の評価方法は、6GHzを超える周波数を含む広い周波数帯域において電磁干渉抑制体の評価を適切に行うことができる。換言すると、本実施の形態による評価方法によれば、実機を模した環境下で、6GHzを超える周波数範囲において、電磁干渉抑制体の評価を行うことができる。 According to the evaluation method according to this embodiment, since a pair of straight radiating sections are used, resonance between the radiating sections does not occur in a wide frequency range. In addition, in a state in which a metal plate imitating the housing of an actual machine is arranged near the radiation section, the linearity of the transmission characteristics is maintained even at high frequencies exceeding 6 GHz. As a result, the evaluation method of the present embodiment can appropriately evaluate the electromagnetic interference suppressor in a wide frequency band including frequencies exceeding 6 GHz. In other words, according to the evaluation method according to the present embodiment, an electromagnetic interference suppressor can be evaluated in a frequency range exceeding 6 GHz in an environment simulating an actual machine.
本実施の形態による評価方法を実施するために、下記の第2及び第3の実施の形態に係る評価装置を用いることができる。 In order to carry out the evaluation method according to this embodiment, evaluation apparatuses according to the following second and third embodiments can be used.
(第2の実施の形態)
図1に示される評価システム10は、第1の実施の形態に係る電磁干渉抑制体の評価方法を実施するためのシステムである。図1に示されるように、評価システム10は、本発明の第2の実施の形態による評価装置30と、測定器50とを有している。
(Second embodiment)
An
図1に示されるように、評価装置30は、基板32と、一対の同軸ケーブル34(341,343)と、一対の終端抵抗38(381,383)とを備えている。また、評価装置30は、金属板40(図2参照)を備えている。評価装置30は、一対の接続ケーブル60(601,603)を用いて測定器50に接続されている。本発明において、測定器50は、特に限定されないが、例えば、ネットワークアナライザである。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、評価装置30の基板32は、誘電体板320と、その両面に設けられた金属層322,324とを有している。本実施の形態において、誘電体板320はガラスエポキシからなり、金属層322,324の夫々は銅からなる。また、金属板40は、例えばアルミニウムからなる。但し、本発明はこれに限られない。基板32は、金属層324を有していなくてもよい。また、金属層322,324は、アルミニウム等からなるものであってもよい。さらに、金属板40は、鉄からなるものであってもよい。
As shown in FIG. 2, the
図1及び図2に示されるように、評価装置30の同軸ケーブル34の夫々は、中心導体362と、外部導体364と、それらの間を絶縁する絶縁体366とを有している。本実施の形態において、中心導体362は、銀めっき銅覆鋼線である。外部導体364は、低炭素銅からなる。絶縁体366は、フッ化樹脂からなる。但し、本発明はこれに限られず、同軸ケーブル34に用いられる導電材料及び絶縁材料として種々の導電材料及び絶縁材料を用いることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, each
図1及び図2に示されるように、同軸ケーブル34の夫々は、外部導体364が除去された領域、即ち非被覆部370を有している。非被覆部370は、同軸ケーブル34の両端部から離れている。換言すると、同軸ケーブル34の長さ方向において、非被覆部370の両側には、外部導体364を有する延長部372が存在している。本実施の形態において、同軸ケーブル34の長さ方向はX方向である。また、本実施の形態において、非被覆部370は、中心導体362とその周囲の絶縁体366とからなる。非被覆部370の中心導体362は、放射部35(351,353)として機能する。このように、評価装置30は、一対の放射部35を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, each
図1及び図2から理解されるように、同軸ケーブル34の夫々は、少なくとも放射部35の夫々が直線状となるように延びている。本実施の形態において、同軸ケーブル34の夫々は、全体が直線状となるようにX方向に延びている。また、同軸ケーブル34は、放射部35が所定間隔で互いに平行となるように配置されている。本実施の形態において、同軸ケーブル34は、所定間隔でY方向に配置されている。さらに、同軸ケーブル34は、放射部35が基板32の主面と平行になるように配置されている。換言すると、放射部35は、基板32と平行な平面上に配置されている。本実施の形態において、同軸ケーブル34は、基板32上に直に配置されており、それによって、放射部35は、基板32からZ方向に所定距離だけ離れて、かつ基板32と平行に配置されている。非被覆部370のX方向の両側に位置する延長部372において、外部導体364は金属層322に固定され、かつ電気的に金属層322に接続されている。外部導体364を金属層322に電気的に接続することにより、本実施の形態の評価装置30は、安定した評価を行うことができる。
1 and 2, each of the
図1から理解されるように、同軸ケーブル34の夫々の端部の一方は、終端処理されている。本実施の形態において、同軸ケーブル34の夫々の端部の一方には、終端抵抗38が接続されている。終端抵抗38の抵抗値は、50Ωである。同軸ケーブル34の夫々の端部の他方は、外部接続端子として用いられる。本実施の形態において、同軸ケーブル34の夫々の端部の他方は、測定器50に接続された接続ケーブル60に接続されている。本実施の形態において、放射部35の夫々のX方向両側には、延長部372が存在する。しかしながら、延長部372は必ずしも必要ではない。放射部35の夫々の一端が終端処理され、他端が外部接続端子として用いられてもよい。
As can be seen from FIG. 1, one of each end of
図1の評価装置30において、放射部35の夫々は、金属層322を共通のグランド部とするアンテナを構成する。詳しくは、放射部351は、送信アンテナとして機能し、放射部353は、受信アンテナとして機能する。さらに詳しくは、放射部351は、接続ケーブル601を介して測定器50の出力端子に接続され、放射部353は、接続ケーブル603を介して測定器50の入力端子に接続される。
In the
図1から理解されるように、放射部351は、測定器50から与えられる入力信号に応じた疑似ノイズ信号を放射する。放射部353は、放射部351から放射された疑似ノイズ信号を受信する。測定器50は、他方の放射部353によって受信された疑似ノイズ信号を受信信号として取り出す。
As can be understood from FIG. 1, the radiating
図1の評価システム10を用いて電磁干渉抑制体(図示せず)の評価を行う際、図2に示されるように、基板32と平行になるように金属板40が配置される。このとき、放射部35は、Z方向において基板32と金属板40との間に位置する。また、評価対象である電磁干渉抑制体は、Z方向において金属板40と放射部35との間に配置される。電磁干渉抑制体は、面内方向において金属板40と同じ寸法を有する。電磁干渉抑制体は、例えば両面テープを用いて、金属板40の一面上に配置される。一面に電磁干渉抑制体が配置された金属板40は、電磁干渉抑制体が放射部35に面するように、かつ放射部35とのZ方向における距離が所定距離となるように配置される。金属板40と放射部35とのZ方向における距離を所定距離に保つため、例えば、絶縁テープが用いられる。詳しくは、放射部35を覆うように同軸ケーブル34上に絶縁テープを配置し、その上に電磁干渉抑制体及び金属板40を配置する。絶縁テープの厚みを調整することにより、放射部35と金属板40との距離を調整することができる。
When evaluating an electromagnetic interference suppressor (not shown) using the
図3を参照すると、図1の評価装置30における放射部35間の伝送特性(SパラメータS21)は、広い周波数範囲において直線性を有している。詳しくは、評価装置30の金属板40を配置する前の状態において、放射部35間のSパラメータS21は、周波数範囲1~13GHzにおいて直線性を示している。したがって、評価装置30の放射部35は、周波数範囲1~13GHzの範囲において共振を生じていないと見做せる。また、金属板40が配置された後の状態においても、SパラメータS21は、周波数範囲1~13GHzにおいて直線性を示している。したがって、金属板40は、周波数範囲1~13GHzの範囲において放射部35間に共振を生じさせるものではないと見做せる。以上のことから、評価装置30は、実機を模した環境下において、周波数範囲1~13GHzで電磁干渉抑制体の評価に適したものである。なお、本明細書における「直線性」は、周波数特性の振れ幅が20dB/decade±3dBの範囲内であることを意味する。また、図3の測定結果は、以下の条件下で得られたものである。基板32の寸法は30mm×30mm×0.982mmである。同軸ケーブル34として、ワカ製作所のセミリジッドケーブルSX-09を用いた。外部導体364の外径は、0.864mmであり、絶縁体366の外径は、0.66mmであり、中心導体362の外径は、0.203mmである。また、延長部372の長さは30mm、非被覆部370(放射部35)の長さは3mm、放射部35間の距離は3mm、金属板40の寸法は4mm×4mm、金属板40と同軸ケーブル34(外部導体364)との間の距離は0.1mmである。
Referring to FIG. 3, the transmission characteristics (S parameter S 21 ) between the
図1の評価システム10を用いて、四つの電磁干渉抑制体NSS A,NSS B,NSS C及びNSS Dについて、ノイズ抑制効果を評価した。詳しくは、各電磁干渉抑制体を配置する前後で放射部35間のSパラメータS21を測定し、その差分(Coupling)を求めた。換言すると、電磁干渉抑制体が配置される前のSパラメータS21を基準(=0dB)として、各電磁干渉抑制体が配置された後のSパラメータS21を求めた。ここで、四つの電磁干渉抑制体NSS A,NSS B,NSS C及びNSS Dの夫々は、材料特性(透磁率及び誘電率)が他の電磁干渉抑制体と異なっている。それゆえ、四つの電磁干渉抑制体NSS A,NSS B,NSS C及びNSS Dは、互いに異なる周波数特性を有している。図4に示される測定結果は、別の方法を用いて測定した電磁干渉抑制体NSS A,NSS B,NSS C及びNSS Dの測定結果とよく一致していた。したがって、図1の評価システム10は、電磁干渉抑制体の特性評価を行うための実機を模した評価装置として有効な装置である。
Four electromagnetic interference suppressors NSS A, NSS B, NSS C and NSS D were evaluated for their noise suppression effects using the
図1の評価システム10を用いて多数の電磁干渉抑制体の評価を行った結果に基づいてシミュレーションモデルを構築した。図5及び図6に示されるように、シミュレーションモデルにおける評価装置30Aは、図1の評価装置30と同様に構成されている。評価装置30Aが評価装置30と異なる点は、同軸ケーブル34の長さが10mmであること、中心導体362の中心から金属板40までの距離が0.5mmであること、入力ポート392及び出力ポート394を備えることである。
A simulation model was constructed based on the results of evaluating a large number of electromagnetic interference suppressors using the
図7に示されるように、シミュレーションシステムにおける評価装置30Aの伝送特性(SパラメータS21)は、金属板40を配置する前において、10GHz程度まで直線性を有しており、金属板40を配置した後においても、10GHz程度まで直線性を保っている。
As shown in FIG. 7, the transmission characteristic (S parameter S 21 ) of the
図5及び図6に示されるシミュレーションシステムを用いて、市販の二つ電磁干渉抑制体NSS E及びNSS Fについてノイズ抑制効果をシミュレーションした。その結果を、図7に重ねて示すとともに、図8に示す。二つ電磁干渉抑制体NSS E及びNSS Fの周波数特性は公知であり、シミュレーションにより得られた結果は、10GHz程度まで公知の特性とよく一致していることが確認できた。よって、このシミュレーションシステムによるシミュレーション結果は、少なくとも10GHz程度まで図1の評価システム10の特性とよく一致していると言える。
Using the simulation system shown in FIGS. 5 and 6, the noise suppression effects of two commercially available electromagnetic interference suppressors NSS E and NSS F were simulated. The results are superimposed on FIG. 7 and shown in FIG. The frequency characteristics of the two electromagnetic interference suppressors NSS E and NSS F are known, and it was confirmed that the results obtained by simulation agree well with the known characteristics up to about 10 GHz. Therefore, it can be said that the simulation result by this simulation system well matches the characteristics of the
図5及び図6に示されるシミュレーションシステムを用いて、評価装置30の各部寸法の適切な範囲を求めた。その結果は、次のとおりである。放射部35の間隔(所定間隔)は、1mm以上6mm以下であることが好ましく、特に3mmであることが好ましい。放射部35間の距離が1mm未満だと、アンテナ間の直接結合が強くなり過ぎるからである。アンテナ間の距離が6mm超だと、金属板40に求められる寸法が大きくなり過ぎるからである。放射部35の長さは、1mm以上10mm以下であることが好ましい。放射部35の長さが1mm未満だと、アンテナ間の結合が弱すぎるからである。また、放射部35の長さが10mm超だと、金属板40に求められる寸法が大きくなり過ぎるからである。また、放射部35の長さは、特に5mm以下であることが望ましく、更に3mmであることが好ましい。放射部35間の距離や金属板40の寸法および放射部35と金属板40との距離等の配置関係により、10GHzより低い周波数で共振が生じる場合があるからである。金属板40は、一辺が1mm以上6mm以下の正方形の板であることが好ましく、特に4mmであることが好ましい。金属板40の一辺が1mm未満だと、反射効率が悪いからである。また、金属板40の一辺が6mm超だと、10GHzより低い周波数で共振させてしまうからである。放射部35と金属板40との距離(所定距離)は0.02mm以上3mm以下であることが好ましく、特に、0.1mmであることが好ましい。所定距離が0.02mm未満だと、電磁干渉抑制体を配置することが困難になるからである。所定距離が3mm超だと、金属板40による反射効果が弱いからである。
Using the simulation system shown in FIGS. 5 and 6, appropriate ranges for the dimensions of each part of the
以上のことから、図1に示される評価システム10において、各部寸法を上記範囲内に設定することで、実機を模した状態で、6GHzを超える周波数範囲を含む広い周波数帯域において電磁干渉抑制体の評価を行うことができる。この評価は、少なくとも10GHzまでの範囲内で適切なものである。
From the above, in the
(第3の実施の形態)
図9に示されるように、本発明の第3の実施の形態による評価装置30Bは、基板32Bと、金属板40とを備えている。基板32Bは、誘電体板320と、誘電体板320の一方の面に形成された一対の配線部33(331,333)と、残りの一方の面に形成された金属層324とを有している。本実施の形態において、基板32Bは、誘電体板320の両面に導体層を有する両面基板である。金属層324は、導体層の一方をそのまま使用するベタ配線層である。配線部33は、導体層の他方をパターニングして形成されている。配線部33は、X方向に長い矩形(直線状)の形状を有しており、所定間隔で互いに平行に配置されている。配線部33は、誘電体板320の一面に形成されているので、基板32Bと平行である。換言すると、配線部33は、基板32Bと平行な平面上に配置されている。
(Third Embodiment)
As shown in FIG. 9, the
図9から理解されるように、配線部33の一端は終端処理されている。詳しくは、配線部33の夫々の一端と金属層324との間に終端抵抗38(381,383)が接続されている。また、配線部33の夫々の他端は、外部端子として入力ポート392及び出力ポート394が設けられている。この構成において、配線部33は、放射部35(351,353)として機能する。そして、放射部351,353は、送信アンテナ及び受信アンテナを夫々構成する。
As understood from FIG. 9, one end of the
本実施の形態による評価装置30Bも、第2の実施の形態の評価装置30と同様に電磁干渉抑制体の評価に用いることができる。評価装置30Bの各部の寸法は、第2の実施の形態の評価装置30の各部寸法と同じ範囲内に設定されることが好ましい。
The
各部寸法を異なる値に設定した評価装置30Bを作成し、その伝送特性を測定した。また、それら評価装置30Bを用いて、特定の電磁干渉抑制体のノイズ抑制効果の評価を行った。詳しくは、金属板40を配置する前の状態と金属板40を配置した後の状態の夫々において、評価装置30Bの伝送特性(SパラメータS21)を測定した。また、金属板40と面内方向の寸法が同じである電磁干渉抑制体を用意し、その電磁干渉抑制体を金属板40に貼り付けた状態で、評価装置30Bの伝送特性(SパラメータS21)を測定した。
An
(実施例1)
図10及び図11に示す測定結果は、次の条件下でのものである。基板32Bとして、40mm×40mm×1mmのガラスエポキシ基板(FR-4)を用いた。配線部33及び金属層324は、基板32Bの両面に形成された銅層である。配線部33の長さは、10mmであり、その幅は1.8mmである。配線部33間の距離は、6mmとした。金属板40は、10mm×10mm×0.1mmのアルミニウム板とした。基板32Bに垂直な方向における金属板40と配線部33との間の距離は2mmである。また、電磁干渉抑制体として、透磁率が実部及び虚部ともに10(μ′=10、μ″=10)のものを用いた。
(Example 1)
The measurement results shown in FIGS. 10 and 11 were obtained under the following conditions. A glass epoxy substrate (FR-4) of 40 mm×40 mm×1 mm was used as the
図10から理解されるように、上記条件では、金属板40が配置されていない場合の評価装置30Bの伝送特性が6GHzを超える辺りから直線性を失っている。すなわち、金属板40が配置されていない状態では、6GHzを超えた範囲では適正な評価を行うことができない。一方、金属板40を配置した場合の評価装置30Bの伝送特性では、10GHz程度まで直線性を保っており、10GHz程度までの広範囲において安定した評価を行うことができることを示している。したがって、図11に示される測定結果、即ち、電磁干渉抑制体のノイズ減衰効果(coupling)は、10GHzまでの範囲において実際の値と略一致しているものと考えられる。ここで、金属板40を配置した場合の評価装置30Bの伝送特性が10GHz程度まで直線性を有することとなった要因として、金属板40の寸法が10mm×10mm(>6mm)であるため、金属板40が配線部33に共振を生じさせたことが原因と推測される。
As can be understood from FIG. 10, under the above conditions, the transmission characteristics of the
(実施例2)
図12及び図13に示す測定結果は、配線部33の長さを5mm、配線部33間の距離を2mm、金属板40の寸法を6mm×6mm×0.1mm、金属板40と配線部33との距離を1mmとした点を除いて、実施例1と同じ条件下のものである。図12から理解されるように、上記条件では、金属板40が配置されていない状態において、評価装置30Bの伝送特性は10GHz辺りまで直線性を維持している。しかしながら、金属板40が配置された状態では、評価装置30Bの伝送特性は16GHzまで直線性を維持している。したがって、図13に示される測定結果は、16GHzまでの範囲において実際の値と略一致しているものと考えられる。
(Example 2)
12 and 13, the length of the
以上のように、図9に示される評価装置30Bもまた、各部寸法を上記範囲内に設定することで、実機を模した状態で、6GHzを超える周波数範囲を含む広い周波数帯域において電磁干渉抑制体の評価を行うことができる。この評価は、少なくとも10GHzまでの範囲内で適切なものである。
As described above, the
以上、本発明について、いくつかの実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、第2の実施の形態において、終端抵抗38は、第3の実施の形態のように、放射部35に関して同じ側に配置されてもよい。逆に、第3の実施の形態において、終端抵抗38は放射部35に関して互いに反対側に配置されてもよい。
Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible. For example, in the second embodiment, the terminating
10 評価システム
30,30A,30B 評価装置
32,32B 基板
320 誘電体板
322,324 金属層
33,331,333 配線部
34,341,343 同軸ケーブル
35,351,353 放射部
362 中心導体
364 外部導体
366 絶縁体
370 非被覆部
372 延長部
38,381,383 終端抵抗
392 入力ポート
394 出力ポート
40 金属板
50 測定器
60,601,603 接続ケーブル
10
Claims (12)
金属層を有する基板と、金属板とを用意し、
前記基板と平行な平面上に、一対の直線状の放射部を所定間隔で互いに平行となるように配置し、
前記金属板の一面上に前記電磁干渉抑制体を配置し、
前記電磁干渉抑制体が前記放射部に面し、かつ前記放射部と前記金属板との距離が所定距離となるように、前記金属板を前記基板と平行に配置し、
前記放射部の夫々の端部の一方を終端処理し、
前記放射部の一方が前記金属層をグランド部とする送信アンテナとして機能するように、前記放射部の一方の前記端部の残りの一方に入力信号を供給し、
前記放射部の残りの一方が前記金属層をグランド部とする受信アンテナとして機能するように、前記放射部の残りの一方の前記端部の残りの一方から出力信号を取り出す
評価方法。 A method for evaluating an electromagnetic interference suppressor,
preparing a substrate having a metal layer and a metal plate,
arranging a pair of linear radiating portions parallel to each other at a predetermined interval on a plane parallel to the substrate;
placing the electromagnetic interference suppressor on one surface of the metal plate;
arranging the metal plate parallel to the substrate such that the electromagnetic interference suppressor faces the radiation portion and the distance between the radiation portion and the metal plate is a predetermined distance;
terminating one of each end of the radiating section;
supplying an input signal to the remaining one of the one end of the radiating section so that one of the radiating sections functions as a transmitting antenna using the metal layer as a ground section;
An evaluation method for extracting an output signal from one of the remaining ends of the radiating section so that the remaining one of the radiating sections functions as a receiving antenna using the metal layer as a ground section.
前記放射部の夫々として、同軸ケーブルの外部導体が取り除かれた領域の中心導体を用い、
前記同軸ケーブルの長さ方向において前記領域の両側に夫々位置する前記外部導体は、前記金属層に電気的に接続されている
評価方法。 In the evaluation method according to claim 1,
Using a central conductor in a region from which the outer conductor of the coaxial cable is removed as each of the radiating portions,
The evaluation method, wherein the outer conductors located on both sides of the region in the length direction of the coaxial cable are electrically connected to the metal layer.
前記放射部の長さは1mm以上10mm以下である
評価方法。 In the evaluation method according to claim 1 or claim 2,
An evaluation method in which the length of the radiation portion is 1 mm or more and 10 mm or less.
前記金属板は、一辺が1mm以上6mm以下の正方形の板である
評価方法。 In the evaluation method according to any one of claims 1 to 3,
An evaluation method in which the metal plate is a square plate with a side of 1 mm or more and 6 mm or less.
前記所定間隔は1mm以上6mm以下である
評価方法。 In the evaluation method according to any one of claims 1 to 4,
The evaluation method, wherein the predetermined interval is 1 mm or more and 6 mm or less.
前記所定距離は0.02mm以上3mm以下である
評価方法。 In the evaluation method according to any one of claims 1 to 5,
The evaluation method, wherein the predetermined distance is 0.02 mm or more and 3 mm or less.
基板と、一対の放射部と、金属板とを備えており、
前記基板は、金属層を有しており、
前記放射部の夫々は、直線状に形成されており、
前記放射部は、所定間隔で互いに平行となるように、前記基板と平行な平面上に配置されており、
前記放射部の夫々の端部の一方は終端処理されており、
前記放射部の夫々の前記端部の残りの一方は外部端子として使用されるものであり、
前記放射部の夫々は、前記金属層を共通のグランド部とするアンテナを構成しており、
前記金属板は、前記放射部との距離が所定距離となるように、前記基板と平行に配置されており、
前記放射部は、前記基板と前記金属板との間に位置しており、
使用時に、前記金属板と前記放射部との間に前記電磁干渉抑制体が配置される
評価装置。 An evaluation device used for evaluating an electromagnetic interference suppressor,
comprising a substrate, a pair of radiating portions, and a metal plate,
The substrate has a metal layer,
Each of the radiating portions is formed in a straight line,
the radiating sections are arranged on a plane parallel to the substrate so as to be parallel to each other at predetermined intervals;
one of the ends of each of said radiating sections is terminated;
the remaining one of the ends of each of the radiating portions is used as an external terminal;
each of the radiating sections constitutes an antenna having the metal layer as a common ground section;
The metal plate is arranged parallel to the substrate so that the distance from the radiation portion is a predetermined distance,
The radiation section is positioned between the substrate and the metal plate,
An evaluation device in which the electromagnetic interference suppressor is arranged between the metal plate and the radiating portion when in use.
前記放射部の夫々は、同軸ケーブルの外部導体が取り除かれた領域の中心導体であり、
前記同軸ケーブルの長さ方向において前記領域の両側に位置する前記外部導体は、前記金属層に電気的に接続されている
評価装置。 In the evaluation device according to claim 7,
each of the radiating portions is a center conductor in a region from which the outer conductor of the coaxial cable has been removed;
The evaluation device, wherein the outer conductors located on either side of the region in the longitudinal direction of the coaxial cable are electrically connected to the metal layer.
前記放射部の長さは1mm以上10mm以下である
評価装置。 In the evaluation device according to claim 7 or claim 8,
The evaluation device, wherein the radiation portion has a length of 1 mm or more and 10 mm or less.
前記金属板は、一辺が1mm以上6mm以下の正方形の板である
評価装置。 In the evaluation device according to any one of claims 7 to 9,
The evaluation device, wherein the metal plate is a square plate with a side of 1 mm or more and 6 mm or less.
前記所定間隔は1mm以上6mm以下である
評価装置。 In the evaluation device according to any one of claims 7 to 10,
The evaluation device, wherein the predetermined interval is 1 mm or more and 6 mm or less.
前記所定距離は0.02mm以上3mm以下である
評価装置。 In the evaluation device according to any one of claims 7 to 11,
The evaluation device, wherein the predetermined distance is 0.02 mm or more and 3 mm or less.
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