JPH05333072A - 放射妨害波分布の推定方法 - Google Patents

放射妨害波分布の推定方法

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JPH05333072A
JPH05333072A JP16674592A JP16674592A JPH05333072A JP H05333072 A JPH05333072 A JP H05333072A JP 16674592 A JP16674592 A JP 16674592A JP 16674592 A JP16674592 A JP 16674592A JP H05333072 A JPH05333072 A JP H05333072A
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JP
Japan
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electronic device
wave propagation
dipole antenna
propagation characteristics
radiated
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JP16674592A
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Kazuo Murakawa
一雄 村川
Hidetoshi Masuda
秀寿 増田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子装置の設置環境での放射妨害波分布を実
験的に推定することを目的とする。 【構成】 電子装置から発射される放射妨害波の当該装
置の設置場所での分布を推定する方法において、電子装
置を模擬する電磁放射源である球状ダイポールアンテナ
を用いて、試験サイトと電子装置の設置場所での電波伝
搬特性を測定し、電子装置の試験サイトでの放射妨害波
を測定し、該測定結果と前記電波伝搬特性の測定結果と
から、電子装置の設置場所で当該電子装置から発射され
る放射妨害波の分布を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建物内の放射妨害波分
布の推定に関し、特に、装置の放射妨害波の試験サイト
と装置設置環境の電波伝搬特性から、試験サイトで測定
した装置の放射妨害波より設置場所での放射妨害波分布
を推定する方法に関したものである。
【0002】
【従来の技術】電子装置や電力装置が広範囲の分野にお
いて使用されてきている現在、これらの装置の放射妨害
波が、周辺装置に電磁障害を与えることが問題化してき
ている。このため、装置の放射妨害波レベルがVCCI
(情報処理装置等電波障害自主規制協議会)で規定する
放射妨害波の規格値を満足しているかどうかを、電波暗
室またはオープンサイトにおいて試験する必要がある。
【0003】複数の装置を集合させ実際の設置状況と同
等な状態で、電波暗室等の試験サイトのターンテーブル
に乗せて、放射妨害波を測定するには困難な場合が多
い。このため、装置を設置場所に設置した場合、どの様
な電磁障害が生じるかを予測するためには、装置を設置
する前に、建物内または外部の放射妨害波がどの様にな
るかを推定する必要がある。
【0004】しかし、現状では、装置を設置する前に建
物内外の放射妨害波を推定する技術がないため、装置を
設置する前に妨害波対策を行うことができず、装置設置
後に放射妨害波の対策を行っているのが現状である。こ
のため、障害対策を含めた装置の設置に多大な時間を必
要とする等の問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】装置の放射妨害波を電
波暗室で測定し、この測定値を用いて、設置環境におけ
る放射妨害波レベルを予測することができれば、周辺へ
の影響を事前に予測し、設置前に妨害波対策を打つ指針
を得ることができる。この目的を実現するためには、計
算機シミュレーションによって実環境の電磁界分布を計
算によって推定するか、あるいは、実環境の伝達関数で
ある電波伝搬特性の測定値を用い、電波暗室での装置の
放射妨害波の測定値から実環境の電磁界分布を実験的に
推定する2つの方法が考えられる。
【0006】前者の方法の問題点として、装置の放射特
性を求めるため装置の放射特性を3次元的に測定する必
要があり、また、建物の環境パラメータを正確に評価す
ること自体に難しい問題がある。また、簡単な構造の建
物を除き、建物構造や配線等が複雑な場合、現時点では
電磁界解析が困難な現状にある。
【0007】後者の方法は、装置を模擬する放射源を用
いて、その試験サイトと設置環境の電波伝搬特性を測定
し、設置環境の電磁界分布を推定するものである。装置
を完全には放射源で模擬できないことから、推定値自体
に予め誤差が混入することが予想されるが、簡易な実環
境の放射妨害波推定法として用いることができる。
【0008】ここでは、後者の実験的手法による設置環
境での電磁界分布推定法について検討する。実際には、
放射特性が既知な放射源を用いて設置環境と試験サイト
の電波伝搬特性を測定して、これらの電波伝搬特性の差
と試験サイトでの装置の放射妨害波の測定データより、
設置環境の放射妨害波レベルを推定方法を検討する必要
があり、本発明は、このような点に鑑み、装置の設置環
境での放射妨害波分布を実験的に推定する方法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明では、装置を模擬する放射源を用いて、
試験サイトと設置環境での電波伝搬特性を測定し、試験
サイトで測定した装置の放射妨害波から、装置設置環境
での放射妨害波分布を推定する。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明の第1の実施例を示す。図
1−(A)は、放射源周辺に反射体がない場合であり、
試験サイト等の理想的な空間での電波伝搬特性の測定を
示している。また、図1−(B)は、放射源周辺に散乱
体がある場合を示し、実際の装置の設置場所での電波伝
搬特性の測定を表している。
【0011】両図において、Pは観測点、Qは各領域の
点を示す。また、nは法線ベクトルを示す。Jは電子装
置の電流源1であり、また、Vは電流源を包む閉領域を
示す。Sは散乱体を示す閉領域を示す。rは点PQ間の
距離を示す。ここで、反射体がある場合と区別するた
め、同一の電流源に対して、反射体がない場合は上添え
字(A)を、反射体がある場合は上添え字(B)を付加
する。
【0012】図1(A)で示される、観測点Pにおける
電界E(A)(P)は電流源J(A)(Q)を用いて以下のよう
に表される(例えば[1]T.Tasuku,Y.Hori,S.Okubu an
d T.Itoh,"Development of a large near-field anten
na measurement facility",IEEE.EMC.Sym.,Vol.1,1984.
[2]梅原,“電磁波序説(4章)”,コロナ社,昭和
47年.)。
【0013】 E(A)(P) =∫J(A)(Q)G(P,G)dS (1)
【0014】ここで、G(P,Q)は自由空間のグリー
ン関数である。一方、図1(B)の反射体がある場合の
電界E(B) (P)は以下のように与えられる。
【0015】 E(B)(P)=∫v J(B)(Q)G(P,Q)dS + ∫s {E(B)(Q)▽n G(P,Q)−G(P,Q)▽nE(B)(Q)}dS (2)
【0016】ただし、式(2)中で、▽n は法線微分を
示す。式(2)の第一項は電流源による直接波を示して
いる。一方、第2項は反射体からの反射波を等価的に表
しており、また、反射体のある環境の固有な値である。
【0017】さて、式(1)と式(2)の差δE(P)
は以下のように与えられる。
【0018】 δE(P)=E(B)(P)−E(A)(P) = ∫v{ J(B)(Q)− J(A)(Q)}G(P,Q)dS + ∫s {E(B)(Q)▽n G(P,Q)−G(P,Q)▽nE(B)(Q)}dS (3)
【0019】ここで、式(3)の第一項に関しては、周
辺環境の違いによる電流源自体の変化は少ないものと考
えられる。このため、式(3)は近似的に以下のように
表現することができる。
【0020】 δE(P)= ∫s {E(B)(Q)▽n G(P,Q)−G(P,Q)▽nE(B)(Q)}dS (4)
【0021】このとき、式(4)により、反射体がある
場合の電界は近似的に以下のように与えられる。
【0022】 E(B)(P)=E(A)(P) +ΔE(P) (5)
【0023】ただし、 ΔE(P)= ∫s {E(B)(Q)▽n G(P,Q)−G(P,Q)▽nE(B)(Q)}dS (6)
【0024】この式(6)は反射体がある場合と反射体
がない場合の放射妨害波の差、すなわち、電波伝搬特性
の差を示すものである。従って、式(5)は、観測点P
における電界は近似的に放射源の周辺に反射体がない場
合の電界と、反射体がある場合と反射体がない場合の電
波伝搬特性の差を用いて求めることができることを意味
している。
【0025】いま、装置を表す電流源J1 と装置を模擬
する放射源の電流J2 を考え、この電流源J1 と放射源
2 による電界は式(5)と同様に以下のように与えら
れる。
【0026】 E(B)(P)=E(A)(P)+ΔE(P) (7)
【0027】 E(B)(P)=E(A)(P)+ΔE(P) (8)
【0028】このとき、2つの電流源の放射特性が類似
しているとき、すなわち、 ΔE(P)≒ΔE(P) (9)
【0029】である場合、電流源J1 による電界は以下
のように表すことができる。
【0030】 E(B)(P)=E(A)(P) +ΔE(P) (10)
【0031】この式(10)から、電流源J1 の反射体
がある場合の電界は反射体がない場合の環境で測定した
電界に、装置を模擬した放射源を使って測定した電波伝
搬特性の差を加えることによって求めることができるこ
とがわかる。
【0032】一方、式(7)と式(8)にシュワルツの
不等式を適用すると以下の関係式を得る。 |E(B)(P)|≦|E(A)(P)| + |ΔE(P)| (11)
【0033】 |E(B)(P)|≦|E(A)(P)| + |ΔE(P)| (12)
【0034】このとき、式(9)より、式(10)と同
様な関係式を以下のように得ることができる。 |E(B)(P)|≦|E(A)(P)| + |ΔE(P)| (13)
【0035】式(13)からは、反射体がない場合の電
界と電波伝搬特性によって、反射体がある場合の電界の
最大値はある誤差範囲に抑えられることがわかり、設置
場所での最大値または最悪値を予測することができるこ
とがわかる。
【0036】〔実施例2〕装置を設置する前に、設置環
境における電磁妨害波レベルを推定するために、球状ダ
イポールアンテナ(例えば、[3]村川,桑原,雨宮,
“遠方における放射電磁界推定法”,秋期全国大会シン
ポジウムSB−3−3,昭和63年.[4]村川,桑
原,井出口,“光給電球状ダイポールアンテナの特
性”,EMCJ87-3,pp.15-22.) を用いた設置場所と試験サ
イトでの電波伝搬特性を測定する方法について説明す
る。
【0037】まず、放射源として球状ダイポールアンテ
ナを用いる理由として、(1)アンテナに金属の同軸ケ
ーブル等がないため、電磁界を乱さすことなく電磁放射
ができる、(2)放射特性(周波数安定度,指向特性,
周辺との電磁結合,周波数帯域)等が良好なため、放射
源として利用し易い、また、(3)この球状ダイポール
アンテナの放射電界の指向性は、垂直面に関しては8の
字特性、水平方向に関しては無指向性であり、ほぼ微少
ダイポールアンテナと同等な放射特性を有する。このた
め、単独の装置で動作するような装置に関しては、概ね
その放射特性を球状ダイポールアンテナによって、近似
的に表現できる。
【0038】この球状ダイポールアンテナを放射源に用
いた電波伝搬特性の測定系を図2に示す。同図におい
て、装置設置位置に、送信アンテナである球状ダイポー
ルアンテナ1を地上高h(h=1〜4mに可変)に設置
する。2は受信用の球状ダイポールアンテナ2を示す。
このとき、受信アンテナ高を変化させて球状ダイポール
アンテナの電波伝搬特性を測定する。3と4は送信受信
用の光ファイバである。このとき、電波伝搬特性の測定
装置として、ネットワークアナライザ5を用いる。この
とき、ネットワークアナライザ5はSパラメータのS21
に設定し、この電波伝搬による空間減衰量を測定する。
このとき、ポート1(送信側)の出力を電気/光変換器
6(以降、E/O変換器と省略)に接続し、光信号を光
ファイバ3で球状ダイポールアンテナに送信し、電磁波
を放射する。このとき、ポート2に光/電気変換器7
(O/E変換器)を接続し、受信用球状ダイポールアン
テナから送られる光信号を電気信号に変換させて、放射
妨害波の電波伝搬特性を測定する。ここで、8は同軸ケ
ーブルをしめす。
【0039】〔実施例3〕ここで提案する推定方法の有
効性を示すため、実際に用いられている電子機器を用い
て推定方法を検証する。試験サイトとして、NTT武蔵
野研究開発センタ内の電波暗室(以降、電波暗室と省
略)と設置環境として平塚市の金目交換センタを用い
て、このときの電波伝搬特性を球状ダイポールアンテナ
4を利用して測定した。
【0040】このときの測定系を図3(電波暗室)と図
4(金目交換センタ)に示す。図3で示される電波暗室
の大きさは、奥行き20m,幅12m,高さ8mであ
り、壁と天井には吸収体(抵抗型吸収体とフェライトタ
イルからなる2重構造の吸収体)が張り付けてあり、壁
や天井からの反射を少なくしている。図において、9は
アンテナ昇降器、10は電波暗室のシールド壁、11は
電波吸収体を示す。また、同図において、球状ダイポー
ルアンテナをターンテーブル上に地上高1.15mに設
置し、受信アンテナはアンテナより10m離れた位置に
設置した。受信アンテナは地上高1m〜4mまで変化さ
せて、各高さ毎の電波伝搬特性をネットワークアナライ
ザで測定した。一方、図4で示される金目交換センタの
大きさは、奥行き20m,幅14.4m,高さ3.5m
のALC局舎で、現在、使用されていない局舎である。
図において、12は金目交換センタの壁面、13は鉄骨
柱を示す。
【0041】このとき、金目交換センタにおいて、電波
暗室と同様に球状ダイポールアンテナを設置し、球状ダ
イポールアンテナから10mの位置の電波伝搬特性を測
定し、金目交換センタにおける電界を式(10)によっ
て推定した。ここで、推定方法の精度を調べるため、実
際に設置場所で測定した電界を測定した。このとき、推
定した電界と実際に測定して得られた電界の偏差を図5
(ビジネスホンα)と図6(伝送装置)に示す。両図よ
り、小型の装置であるビジネスホンαや大型の装置であ
る伝送装置の電界を平均で±4dB程度の精度で推定する
ことができることがわかった。
【0042】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、放射特
性が既知な放射源を用いて試験サイトと設置場所の電波
伝搬特性を測定し、また、試験サイトでの装置の放射妨
害波の測定値より、設置場所での放射妨害波を推定する
ことができる。このため、装置設置前に周辺の電磁環境
を予測することができ、障害が生じそうな場合は事前に
対策を行う指針を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の説明図である。
【図2】電波伝搬特性の測定系を示す。
【図3】電波暗室での電波伝搬特性の測定系を示す。
【図4】装置の設置場所での電波伝搬特性の測定系を示
す。
【図5】ビジネスホンαの推定結果を示す。
【図6】伝送装置の推定結果を示す。
【符号の説明】
J 電流源(放射源) S 放射源を包む閉領域 V 散乱体を示す閉領域 1 送信用球状ダイポールアンテナ 2 受信用球状ダイポールアンテナ 3 送信用光ファイバ 4 受信用光ファイバ 5 ネットワークアナライザ 6 E/O変換器 7 O/E変換器 8 同軸ケーブル 9 アンテナ昇降器 10 電波暗室のシールド壁 11 電波吸収体 12 装置設置場所の壁面 13 鉄骨柱

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子装置から発射される放射妨害波の当
    該装置の設置場所での分布を推定する方法において、 電子装置を模擬する電磁放射源である球状ダイポールア
    ンテナを用いて、試験サイトと電子装置の設置場所での
    電波伝搬特性を測定し、 電子装置の試験サイトでの放射妨害波を測定し、 該測定結果と前記電波伝搬特性の測定結果とから、電子
    装置の設置場所で当該電子装置から発射される放射妨害
    波の分布を推定することを特徴とする、放射妨害波の推
    定方法。
JP16674592A 1992-06-03 1992-06-03 放射妨害波分布の推定方法 Pending JPH05333072A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002214266A (ja) * 2001-01-12 2002-07-31 Fujitsu Ltd 放射電波測定システム及び放射電波測定方法並びに放射電波測定制御プログラムが記録された記録媒体
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