JPH0643197A - 分布推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、装置筐体内外の放射妨害波
分布を実験的に推定する分布推定装置を提供することで
ある。 【構成】 本発明は、送信側または受信側の少なくとも
一方に装置の放射特性を模擬する球状ダイポールアンテ
ナを用いるアンテナ部３，４と、装置や建物内外の電波
伝搬特性を測定する測定部５と、測定部５の測定値と試
験サイトで測定した装置の放射妨害波を数値処理する計
算機部１１とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分布推定装置に係り、
特に、装置筐体や建物の内外の放射妨害波装置から放射
される電磁波分布を推定する分布推定装置に関する。

【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、新規に開発される装置に対しては、放射
妨害波対策を行うことが情報処理装置等電波障害自主規
制協議会（ＶＣＣＩ）で義務付けられている。また、装
置の放射妨害波レベルがＶＣＣＩ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、オープンサイトや
電波暗室等の試験サイトにおいて試験する必要があり、
放射妨害波がＶＣＣＩの規格値を守るように義務付けら
れてきている。

【０００３】しかし、既存装置に対しては殆ど放射妨害
波対策がなされていないため、これらの装置による電磁
障害については、建物に対する電磁シールド対策によっ
て、電磁障害に対処する必要がある。

【０００４】このため、装置筐体内部に電子回路や電源
装置等を設置した場合、装置からどの程度の放射妨害波
がでるのかを推定する必要がある。また、電子装置の電
磁障害を防止する観点から装置筐体内部でどのような放
射妨害波分布になり、電子回路等が、どの様な電磁界に
さらされるのかを調べる必要がある。

【０００５】そこで、従来は、電磁シールド材や間仕切
壁などの建築構造物等を、建築物等に対する放射妨害波
対策の一つとして用いる。さらに、この放射妨害対策に
よって得られる電磁シールド効果を測定する方法として
は、アメリカ軍電磁シールド規格（ＭＩＬ−ＳＴＤ−２
８５）に準じて、放射源として測定アンテナに同軸ケー
ブルを利用したバイコニカルアンテナを送信、受信とも
に用いて測定するという方法がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、装置内部に電
子回路や電源装置を設置した場合にどの様な放射妨害波
分布になるのか、或いは、どの程度の放射妨害波が発生
するのかについては考慮されていない。このため、放射
妨害波がＶＣＣＩの規格値を越えた場合、装置筐体の電
磁シールド性能を強化するなどして妨害波対策を行って
いるにすぎない。

【０００７】また、装置内部は電子回路等が相互に近接
するため、電子回路等は大きな放射妨害波にさらされて
いる。このため、放射妨害波に弱い装置は、筐体内にお
ける位置によって誤動作が発生する恐れがある。しか
し、これらの問題については殆ど考慮されていないの
が、現状である。

【０００８】また、新規に開発される装置に対しては、
放射妨害波対策を行うことが義務付けられてきている
が、既存の装置に対しては殆ど放射妨害対策がなされて
いないため、これらの装置による電磁障害については、
建物に対する電磁シールド対策によって電磁障害に対処
する必要がある。このため、建物等の構造物に対する放
射妨害波対策で用いられる電磁シールド材や間仕切壁な
どの建物構造物の電子シールド効果を、正確に測定する
必要がある。

【０００９】電磁シールド効果を測定する方法の例とし
て、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８５は、電磁シールド材の電磁
シールド特性を測定するための測定方法や測定ツールに
対して詳細に規定しているが、以下のような問題があ
る。

【００１０】（１）測定アンテナに同軸ケーブルが接続
されているため、電磁シールド効果の測定の再現性が悪
い。

【００１１】（２）屋外での測定では、外来雑音や放送
波がある条件下で測定するため、発信周波数が限定され
る。

【００１２】（３）外来雑音環境下で測定するため、発
信レベルを高くする必要があり、周辺への影響が発生す
る。

【００１３】また、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８５に準拠した
測定方法が多数報告されているが、測定アンテナに同軸
ケーブルを用いているため、測定法が異なると、電磁シ
ールド効果の評価値が異なる等の問題点がある。

【００１４】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、電子回路を装置筐体内に設置した場合や、又は外来
雑音による装置筐体内外部の放射妨害波を推定すること
ができれば、放射妨害波の抑制や対策を打つ指針を得る
ことができるので、装置筐体内外の放射妨害波分布を実
験的に推定する分布推定装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は装置筐体や建物
内外の放射妨害波の電磁波分布を推定する分布推定装置
において、送信側または受信側の少なくともいずれか一
方に、装置の放射特性を模擬する球状ダイポールアンテ
ナを用いるアンテナ部と、装置や建物内外の電波伝搬特
性を測定する測定部と、測定部の測定値と試験サイトで
測定した装置の放射妨害波を数値処理する計算機部とを
含む。

【００１６】

【作用】本発明は、装置の放射特性を模擬した球状ダイ
ポールアンテナを用いて、電波伝搬特性を測定する測定
手段で測定することによって、外来雑音環境において
も、装置筐体や建物内外の電波伝搬特性を測定すること
が可能となる。

【００１７】さらに、電波伝搬特性の測定値に試験サイ
トにおける装置の放射妨害波を加えることによって、装
置を設置する前に装置筐体や建物内部の放射妨害波分布
を推定することが可能となり、また、装置筐体や建物の
電磁シールド効果の再現性を良くし、かつ高精度に測定
することができる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１は本発明の第１の実施例の構成を示
す。同図は、装置筐体内に電子回路等の放射特性を模擬
する放射源により、筐体１の内外の放射妨害波を推定す
るための測定システムを示す。本実施例では、電子回路
などの放射特性を模擬する放射源として、信号線にシン
グルモードファイバである光ファイバ２に接続され、直
径１５cmの放射用球状ダイポールアンテナ３を用いてい
る。また、筐体１内外部の放射妨害波を測定するため、
送信用球状ダイポールアンテナ３と同様に信号線に光フ
ァイバ２’を用いた受信用球状ダイポールアンテナ４を
測定アンテナとして用いている。

【００２０】同図において、電子回路を設置する位置に
送信用球状ダイポールアンテナ３を設置し、このときの
筐体１内外部の放射妨害波を測定する。このとき、測定
装置として、周波数分解能が数10Ｈｚ〜数１００Ｈｚ単
位の高い周波数分解能のネットワークアナライザ５を用
いている。ネットワークアナライザ５の送信端子６に入
力された電圧を電気／光変換器７（Ｅ／Ｏ変換器）で光
信号に変換し、光ファイバ３を介して送信用球状ダイポ
ールアンテナ３に送る。

【００２１】このとき、光信号は、送信用球状ダイポー
ルアンテナ３内部の光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）に
よって、電気信号に再生され、送信用球状ダイポールア
ンテナ３のアンテナエレメントに電流が誘導され、電磁
波が放射される。このとき、受信用球状ダイポールアン
テナ４は放射妨害波を感受し、これを感受電圧としてア
ンテナ４内部のＥ／Ｏ変換器によって、光信号に変換
し、光ファイバ２’を介して外部のＯ／Ｅ変換器８に送
出される。

【００２２】Ｏ／Ｅ変換器８は、光信号を電気信号に変
換し、ネットワークアナライザ５の受信端子９に送出す
る。

【００２３】アンテナ昇降器１０は受信側のダイポール
アンテナ４の高さの調節を行う。計算器１１は制御用の
ＧＰＩＢケーブル１２により伝送された測定データを処
理する。放射妨害波を測定する場合に、アンテナ昇降器
１０は受信用球状ダイポールアンテナ４の位置を空間的
に移動させ、受信用球状ダイポールアンテナ４は送信用
球状ダイポールアンテナ３からの受信電圧により筐体１
内外の放射妨害波の漏洩状況を空間的に受信し、光ファ
イバ２を介してネットワークアナライザ５に送出する。
ネットワークアナライザ５は、放射妨害波の漏洩のデー
タに試験サイトで測定された装置の放射妨害波を加える
ことことによって筐体や建物内外の放射妨害波分布を推
定することができる。

【００２４】試験サイトでの放射妨害波の測定は通常供
試装置から１０ｍの距離において行われるが、建物と試
験サイトでは周辺環境の違いのため、供試装置から同一
の距離の放射妨害波は異なることが多い。

【００２５】上述の建物と試験サイトの電波伝搬特性の
差は、建物と試験サイトの電波伝搬特性の違いであり、
試験サイトから建物へ或いは、建物から試験サイトへの
放射妨害波に関する変換係数を示している。このため、
建物と試験サイトの電波伝搬特性の差に試験サイトで測
定した放射妨害波を加えることによって建物における放
射妨害波の分布を得ることができる。

【００２６】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。

【００２７】第１の実施例では、筐体内外の放射妨害波
の測定について、ネットワークアナライザ５を用いてい
たが、第２の実施例は、送信側ダイポールアンテナ３か
ら受信側ダイポールアンテナ４に送出する場合は、送信
信号を発信器１４で発生させ、Ｅ／Ｏ変換器７、及び光
ファイバ２を介して送信側ダイポールアンテナ３に送出
する。送信側ダイポールアンテナ３より送信信号を受信
側ダイポールアンテナ４に送出する。受信側のダイポー
ルアンテナ４は受信信号を光ファイバ２’、Ｏ／Ｅ変換
器８を介して受信器１５で測定する。

【００２８】これにより、放射妨害波の漏洩状況だけで
なく、放射妨害波の絶対レベルが受信器１５の受信レベ
ルと受信用球状ダイポールアンテナ４のアンテナファク
タより求められる。

【００２９】また、送信または受信アンテナの何れか一
方に、上記実施例の球状ダイポールアンテナ以外に通常
良く用いられている同軸ケーブルがつながっているバイ
コニカルアンテナ、ログペリオディックアンテナ、半波
長ダイポールアンテナ、アクティブダイポールアンテ
ナ、モノボールアンテナ、光学結晶を用いた電界センサ
等を用いても同様な装置筐体内外の放射妨害波分布を求
めることができる。

【００３０】図３は本発明の第３の実施例を説明するた
めの図である。図１と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００３１】同図（ａ）は、間仕切壁設置前の電波伝搬
特性の測定システムを示し、同図（ｂ）は、間仕切壁設
置後の電波伝搬特性の測定システムを示す。この電波伝
搬特性の測定にあたり、測定装置や測定アンテナは、第
１の実施例または第２の実施例の装置と同様のものであ
る。

【００３２】同図（ｂ）の構成は、厚さ０．３マイクロ
メートルの銅箔を建物の一部に間仕切壁として張りつけ
た場合の電磁シールド効果を測定するためのもので、電
磁シールド効果の測定は以下のようにして行われる。

【００３３】（１）同図（ａ）に示すように、間仕切壁
を設置する前に、所定の送信及び受信アンテナの位置や
高さに球状ダイポールアンテナ３、４を置き、このとき
の電波伝搬特性をネットワークアナライザ５によって測
定し、これを電磁シールド効果測定における参照データ
とする。

【００３４】（２）同図（ｂ）に示すように、間仕切壁
１５を設置した後に、（１）と同様の方法で電波伝搬特
性の測定を行い、（１）と間仕切壁を設置した状態の
（ｂ）の構成で測定したネットワークアナライザ５の指
示値の差から間仕切壁の電磁シールド効果を求める。

【００３５】図５は本発明及び従来の測定結果を示す。
同図（ａ）は上記（１）及び（２）の方法により測定を
行った結果であり、同図（ｂ）は従来の方法により、送
信受信アンテナともバイコニカルアンテナを使用して測
定を行った結果である。

【００３６】同図（ａ）において、電磁シールド効果の
測定精度はネットワークアナライザの測定精度の±１ｄ
Ｂの範囲であり、測定の再現性が高い。一方、（ｂ）に
示す従来の測定方法は、同軸ケーブルの位置やケーブル
の垂らし方を変化させた場合、測定値は、１０ｄＢ程度
変化するなど、測定の再現性が悪いことが分かる。以上
の結果より本発明の測定方法の有効性が確かめられる。

【００３７】上記の実施例において、送信または、受信
アンテナの少なくともいずれか一方を球状ダイポールア
ンテナ以外の通常よく用いられるアンテナを用いても同
様な電磁シールド効果を測定することができる。

【００３８】例えば、送信アンテナに送信用球状ダイポ
ールアンテナを用い、受信アンテナにバイコニカルアン
テナ、ログペリアンテナ、ダイポールアンテナ、ホーン
アンテナ、ループアンテナや光学結晶を用いた電界セン
サ等のアンテナを用いて電磁シールド効果を測定するこ
とができる。

【００３９】また、受信アンテナに受信用球状ダイポー
ルアンテナを用い、送信アンテナにバイコニカルアンテ
ナ、ログペリアンテナ、ダイポールアンテナ、ホーンア
ンテナやループアンテナ等のアンテナを用いて、電磁シ
ールド効果を測定することができる。

【００４０】なお、外来雑音が少ない場合、測定装置で
あるネットワークアナライザ５の代わりに発信器で送信
信号を発生させ、受信信号を受信器で測定することによ
って上記で述べたものと同様に電磁シールド効果を測定
することができる。

【００４１】

【発明の効果】上述のように、本発明の分布推定装置に
よれば、装置の放射特性を模擬する放射源を用いて電波
伝搬特性を測定し、装置筐体や建物内外の放射妨害波を
推定することができるため、大型装置等のように移動や
組立に時間が係る装置の場合、装置を設置する前に設置
場所である建物内外の放射妨害波を推定することができ
るため、電磁障害の有無の予測や妨害波対策の指針を得
ることができる。

【００４２】また、本発明は、ネットワークアナライザ
等の伝搬特性試験器を用いて自信号を監視状態で電波伝
搬特性の評価を行うため、外来雑音環境下においても電
波伝搬特性の測定ができる。このため、低送信出力で
も、高精度に装置筐体や建物の電磁シールド効果の測定
ができるため、測定時の周辺への影響が極めて小さい等
の効果がある。

【００４３】さらに、送信用、受信用アンテナに光ファ
イバを信号線に用いた球状ダイポールアンテナを使用す
るため、ケーブルによる放射妨害波の乱れやケーブルに
よる電磁漏洩を考慮することなく、電磁シールド材や建
物や筐体等の構造物の電磁シールド効果を測定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成図である。

【図３】本発明の第３の実施例の構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例を説明するための図であ
る。

【図５】本発明及び従来の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 光ファイバ ３ 送信用球状ダイポールアンテナ ４ 受信用球状ダイポールアンテナ ５ ネットワークアナライザ ６ 送信端子 ７ Ｅ／Ｏ変換器 ８ Ｏ／Ｅ変換器 ９ 受信端子 １０ アンテナ昇降器 １１ 計算器 １２ ＧＰＩＢケーブル １３ 間仕切壁 １４ 発信器 １５ 受信器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置筐体や建物内外の放射妨害波の電磁
   波分布を推定する分布推定装置において、 送信側または受信側の少なくとも一方に装置の放射特性
   を模擬する球状ダイポールアンテナを用いるアンテナ部
   と、 装置や建物内外の電波伝搬特性を測定する測定部と、 該測定部の測定値と試験サイトで測定した装置の放射妨
   害波を数値処理する計算機部とを含むことを特徴とする
   分布推定装置。