JPH07159457A - スペクトルアナライザおよび周波数スペクトル測定方法 - Google Patents

スペクトルアナライザおよび周波数スペクトル測定方法

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JPH07159457A
JPH07159457A JP30944693A JP30944693A JPH07159457A JP H07159457 A JPH07159457 A JP H07159457A JP 30944693 A JP30944693 A JP 30944693A JP 30944693 A JP30944693 A JP 30944693A JP H07159457 A JPH07159457 A JP H07159457A
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JP
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frequency
sensor
circuit
spectrum
input terminal
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JP30944693A
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Masao Masugi
正男 馬杉
Masaharu Sato
正治 佐藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 時間波形の周波数スペクトルを測定する周波
数掃引同調方式のスペクトルアナライザにおいて、入力
端子に接続されたセンサの周波数応答を考慮して入力波
形の周波数スペクトルを補正できるようにする。 【構成】 入力端子3に接続されたセンサ2の周波数応
答をあらかじめ測定し、その測定結果から較正回路6に
より周波数補正係数を求めておき、その係数を用いて入
力端子3からの入力波形の受信電力レベルを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は周波数スペクトルの測定
に利用する。本発明は、特に、電子装置の障害原因とな
る電磁妨害波の測定に利用するに適する。
【0002】
【従来の技術】近年、CB無線、アマチュア無線等によ
る電波が電子装置の障害原因となっている。半導体素子
の高速度化、低電力化に伴う電子装置の電磁妨害波に対
する耐力の低下や、電磁妨害波の発生原因となる電子装
置の著しい増加による電磁環境の悪化が、この種の問題
に拍車をかけている。しかし、電子装置の障害原因とな
る電磁妨害波は、種々のメカニズムにより発生し、その
時間的な分布や強度も不確定で、再現性に乏しいことが
多い。さらに、電磁妨害波は一過性であることが多いた
め、その障害原因を特定することは困難である。そのた
め、電磁妨害波を精度よく検出することを目的とした測
定器が従来から開発されてきた。
【0003】そして、電子装置の障害の原因となる電磁
妨害波の周波数成分を検出するために使用できる測定器
として、スペクトルアナライザが従来より市販されてい
る。スペクトルアナライザには、周波数掃引同調方式
と、実時間解析方式とがある。周波数掃引同調方式は、
狭帯域受信機の通過帯域の中心周波数を掃引し、周波数
に対する受信機出力により、測定した時間波形の周波数
スペクトルを読み取る方式である。通常、スペクトルア
ナライザといえば、周波数掃引同期方式のものを指すこ
とが多い。スペクトルアナライザについては、赤尾保男
著「環境電磁工学の基礎」、1991年、電子情報通信
学会編に詳しく説明されている。
【0004】スペクトルアナライザのセンサとしては、
空間を伝搬する電磁妨害波その他の電磁波を測定する場
合にはアンテナが用いられ、通信線による伝導性ノイズ
その他を測定するときには電流プローブが用いられる。
しかし、これらのセンサは互いに周波数特性が異なり、
この周波数特性を補正する必要がある。図4はアンテナ
の周波数特性の一例を示す。この例は、あるアンテナに
対して、その受信感度を越えるホワイトノイズをシール
ドルーム内において印加し、その出力を一般に市販され
ているスペクトルアナライザで観測したものである。こ
の図から、アンテナにTV放送等の特定の外来波形が到
来しない状態でも、スペクトルアナライザの出力には、
アンテナ自身の周波数特性に依存する振幅変動が発生す
ることがわかる。したがって、入力波形の周波数情報の
変動量と外来波形との区別を明確に識別する意味から、
アンテナの周波数特性の影響を考慮した測定方法の確立
が望まれる。
【0005】こうした状況の中で、従来は、あらかじめ
測定された周波数補正係数を例えばカタログに記載して
おき、使用者はその周波数補正係数をスペクトルアナラ
イザに手入力することによりその測定値を補正してい
た。しかし、同種のセンサでもその周波数特性は必ずし
も同一ではないことを考慮すると、各種のセンサの周波
数特性を自動較正することが効率的である。
【0006】また、通常の電磁環境にはみられない電磁
波の発生の有無を測定する場合、従来は、特定の波形が
発生したときの測定データから定常的な電磁環境時の測
定データを差し引くことが一般的であった。この場合、
参照する電磁環境時の測定データとの相対差を計算する
手間が必要となり、操作性や効率の点で問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術では、スペクトルアナライザを用いて周波数スペクト
ルの測定を行う場合に、接続したセンサの周波数特性が
受信電力レベルに影響したり、端子部における反射の影
響が発生するため、センサに外来の特定の波形が入力し
ていない場合でも、スペクトルアナライザの出力に振幅
変動が発生する可能性があった。したがって、あらかじ
め周波数補正係数がわからないセンサを使用する場合で
も、スペクトルアナライザの受信電力レベルを較正する
ことのできる技術の確立が望まれていた。また、任意の
電磁環境時との相対差を求める場合でも、操作性や効率
の改善が望まれていた。
【0008】本発明は、このような課題を解決し、入力
端子に接続されたセンサの周波数応答を考慮して入力波
形の周波数スペクトルを補正することのできるスペクト
ルアンナライザおよび周波数スペクトル測定方法を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のスペクトルアナ
ライザは、信号受信のためのセンサが取り外し可能に接
続される入力端子と、この入力端子の入力信号を受信す
る狭帯域の信号受信手段と、この信号受信手段の同調周
波数を掃引させる掃引制御手段とを備えたスペクトルア
ナライザにおいて、入力端子にセンサを接続した状態で
得られた信号受信手段の出力からそのセンサに対する周
波数補正係数を求める手段と、この周波数補正係数を記
憶しその記憶された値にしたがって信号受信手段の出力
レベルを補正する手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】センサとしては、アンテナまたは電流プロ
ーブが用いられる。
【0011】本発明の周波数スペクトル測定方法は、こ
のスペクトルアナライザを用い、入力端子にセンサを接
続したとき、既知のスペクトル波形を用いてそのセンサ
に対する周波数補正係数を求め、それ以後の測定ではそ
の周波数補正係数を用いて信号受信手段の出力レベルを
補正することを特徴とする。
【0012】既知のスペクトル波形としては、そのセン
サの受信感度を越えるホワイトノイズまたは測定周波数
範囲において強度が一定の電磁界を用いることがよい。
強度が一定の電磁界を発生するには、放射特性が既知の
電磁界放射アンテナを用い、その放射特性を相殺するよ
うな信号をその電磁界放射アンテナに供給することがよ
い。
【0013】既知のスペクトル波形としてそのときの電
磁環境状態を利用し、それを通常では観測されない電磁
波に対する基準レベルとすることもできる。
【0014】
【作用】入力端子に接続されたセンサの受信電力レベル
を信号受信手段により測定することで、そのセンサの周
波数特性を測定する。この周波数特性に基づいて、それ
以降の入力端子からの入力波形の受信電力レベルを較正
する。これにより、あらかじめ周波数補正係数がわかっ
ていないセンサの受信レベルの較正や任意の電磁環境状
態との相対化が可能となる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
【0016】図1は本発明実施例のスペクトルアナライ
ザを示すブロック構成図であり、図2は較正回路の詳細
を示すブロック構成図である。スペクトルアナライザ1
は、信号受信のためのセンサ2が取り外し可能に接続さ
れる入力端子3と、この入力端子3の入力信号を受信す
る狭帯域の信号受信手段としての周波数スペクトル受信
回路4と、この周波数スペクトル受信回路4の同調周波
数を掃引させる掃引制御手段としての周波数掃引制御回
路5とを備え、さらに、掃引周波数を横軸、周波数スペ
クトル受信回路4の出力レベルを縦軸にCRT表示装置
9に表示するための水平偏向回路7および垂直偏向回路
8を備える。ここで本実施例の特徴とするところは、入
力端子3にセンサ2を接続した状態で得られた周波数ス
ペクトル受信回路4の出力からそのセンサ2に対する周
波数補正係数を求める手段、およびこの周波数補正係数
を記憶しその記憶された値にしたがって周波数スペクト
ル受信回路4の出力レベルを補正する手段として、較正
回路6を備えたことにある。較正回路6は、周波数スペ
クトル受信回路4の出力を取り込む受信電力入力部10
と、センサ2に対する周波数補正係数を求める周波数補
正係数演算部11と、この周波数補正係数を記憶しその
記憶された値にしたがって周波数スペクトル受信回路4
の出力レベルを補正する補正係数出力部12とを備え
る。
【0017】本実施例によりセンサ2の補正処理を行う
にあたって、センサ2を入力端子3に接続した状態で周
波数掃引制御回路5により同調周波数を掃引させ、周波
数スペクトル受信回路4を起動させる。このとき、セン
サ2が空間を伝搬する電磁波測定用アンテナである場合
には、金属性の筐体その他でそのアンテナの周囲を覆う
か、またはシールドルーム内に配置し、そのアンテナの
受信感度を越えるホワイトノイズまたは測定周波数範囲
において一定強度の電磁界波形を印加する。また、セン
サ2が伝導性の電磁波用の電流プローブである場合に
は、伝導線を電流プローブに接続した状態で、プローブ
の受信感度を越えるホワイトノイズまたは測定周波数範
囲において一定強度の電磁界を伝導線の一端から印加す
る。一定強度の電磁界を印加するには、信号発信器と放
射特性が既知の電磁界放射アンテナとを用いることによ
り実現できる。
【0018】このような条件の下で、入力端子3に接続
されたセンサ2の端子からの受信電力を周波数スペクト
ル受信回路4により測定する。較正回路6は、周波数ス
ペクトル受信回路4におけるセンサ2の端子出力応答に
基づいて、センサ2の周波数補正係数を計算し、その周
波数補正係数を再び周波数スペクトル受信回路4に出力
することで、CRT表示装置9に出力される周波数スペ
クトルを補正する。
【0019】この動作をさらに詳しく説明する。まず、
周波数掃引制御回路5の制御により、周波数スペクトル
受信回路4の同調周波数を一定の回数にわたり掃引させ
る。周波数スペクトル受信回路4は、その複数回の掃引
の後のマックスホールド値の積算平均値を導出すること
で、入力端子3に接続されたセンサ2からの受信電力を
求める。較正回路6は、受信電力入力部10により、周
波数スペクトル受信回路4で求めたセンサ2の端子電力
を取り込む。周波数補正係数演算部11は、受信電力入
力部10の取り込んだ値をもとに、スプライン補間係数
による補正、包絡線による補正、さらには手入力その他
の補正により、周波数補正係数を決定する。この決定さ
れた周波数補正係数を補正係数出力部12に記憶してお
き、実際の測定時には、この補正係数出力部12から周
波数スペクトル受信回路4に周波数補正係数を出力す
る。周波数スペクトル受信回路4は、センサ2で検出さ
れた波形の受信電力から周波数補正係数を差し引くこと
により、センサ2の周波数特性を補正する。
【0020】また、任意の電磁環境状態と他の電磁環境
との比較用の基準レベルを設定する場合には、周波数ス
ペクトル受信回路4の入力感度をアンプ等により増加さ
せることにより、センサ2の受信感度を越えた電磁環境
状態を作り出し、その設定のもとで、較正回路6の補正
処理を行えばよい。
【0021】図3はセンサ2の補正後の周波数特性例を
示す。較正後の基準レベルについては、アンテナ係数な
どのセンサ特性を基に、受信レベルが電界強度、電圧
値、電流値、電力値などの適切な値に対応するように補
正を行う。図3に示した例ではは、受信電力レベルが基
準レベルWx となるように補正している。
【0022】以上の実施例では、較正回路6の出力する
周波数補正係数を周波数スペクトル受信回路4に帰還す
ることで、その出力レベルを補正していたが、周波数ス
ペクトル受信回路4から出力された信号を補正しても本
発明を同様に実施できる。
【0023】以上のような構成により、スペクトルアナ
ライザ1に接続されたセンサ2の周波数特性があらかじ
めわかっていない場合でも、その受信電力を自動補正す
ることが可能となる。また、任意の電磁環境状態におい
て、周波数応答を平滑化することで、通常では観測され
ない特定の電磁波が発生した場合に、定常状態における
電磁環境との比較がより容易に可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスペクト
ルアナライザは、周波数特性が未知のセンサの周波数補
正処理あるいは任意の電磁環境状態との相対化を容易に
行うことが可能となる。これにより、より精度の高い電
磁環境の測定を行うことができ、電磁妨害波による電子
装置の障害原因の解明や電磁障害に対する対策技術の確
立に非常に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のスペクトルアナライザを示すブ
ロック構成図。
【図2】較正回路の詳細を示すブロック構成図。
【図3】センサの補正後の周波数特性例を示す図。
【図4】従来のスペクトルアナライザを用いて測定され
たアンテナ周波数特性の一例を示す図。
【符号の説明】
1 スペクトルアナライザ 2 センサ 3 入力端子 4 周波数スペクトル受信回路 5 周波数掃引制御回路 6 較正回路 7 水平偏向回路 8 垂直偏向回路 9 CRT表示装置 10 受信電力入力部 11 周波数補正係数演算部 12 補正係数出力部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号受信のためのセンサが取り外し可能
    に接続される入力端子と、 この入力端子の入力信号を受信する狭帯域の信号受信手
    段と、 この信号受信手段の同調周波数を掃引させる掃引制御手
    段とを備えたスペクトルアナライザにおいて、 前記入力端子にセンサを接続した状態で得られた前記信
    号受信手段の出力からそのセンサに対する周波数補正係
    数を求める手段と、 この周波数補正係数を記憶しその記憶された値にしたが
    って前記信号受信手段の出力レベルを補正する手段とを
    備えたことを特徴とするスペクトルアナライザ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスペクトルアナライザを
    用いて周波数スペクトルを測定する方法において、 前記入力端子にセンサを接続したとき、既知のスペクト
    ル波形を用いてそのセンサに対する周波数補正係数を求
    め、 それ以後の測定ではその周波数補正係数を用いて前記信
    号受信手段の出力レベルを補正することを特徴とする周
    波数スペクトル測定方法。
JP30944693A 1993-12-09 1993-12-09 スペクトルアナライザおよび周波数スペクトル測定方法 Pending JPH07159457A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206037A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 信号測定分析装置
WO2008106534A1 (en) * 2007-02-27 2008-09-04 Tektronix, Inc. Systems and methods for performing external correction
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CN113438042A (zh) * 2021-05-10 2021-09-24 中国科学院新疆天文台 一种实时电磁环境监测系统及方法

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