JPS5842977A - 高周波電磁界検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 である。

電子回路は一般に微弱な妨害エネルギを感受する．特に
、高速データ処理を行なうコンビエータ等のデジタル機
器は、そのような妨害エネルギの影響を受けやすく、そ
れによって誤動作ＬＪＩいものである．例えば、これら
デジタル機器で普通に使用されている°論理素子は，数
ｎｓの妨害／々ルスを受けて論理反転を生じうるもので
島）′，これらデジタル機器は、！ｒ　Ｏ　ＭＨｓ〜一
〇〇画協の高周波妨害エネルギ・に対しても敏感なもの
である．このような妨害エネルイ源としては，％Ａわゆ
る電磁干渉（ＩＭＩ）　　源である静電気放電雑音，電
源開閉時雑音，自動車工シジン雑音２等があり，その中
でも。

誘導、輻射による雑書伝搬成分が重要視基れでいる．例
えば、帯電した人体あるいは器物が、動作中の機１１１
に触れた瞬間に，設計上では成立し得ないような論理状
態で、回路が誤動作したり，ＷＩＩ−を停止し７１する
ことがある．従りて、このよラなＥＭｒをあらかじめ予
測し、それに対して十分な対策を施す必要があ抄、現在
、そのよりなＥＭＩの存在を検知し分析するための機器
として。

トランジェット・デジタイプがあるがこれは非常に高価
なものであに、また、電界強変測定器、電。

力密度針、ＩＭＩ測定器、スペクトラムアナライザがあ
るがこれらは連続波しか測定できず、ｔｔ、ストレージ
オシロスコープ、波形記憶装置、メモリーがルトメータ
（準失頭値針）、ロジックアナライずがあるが、これら
は−波数的に限界のあるものであった。また、これらは
測定系に出入抄する信号ケーブル、電源ケーブル等に伝
導成分が乗ってしまい真の輻射成分のみを分離して測定
することが非常に困難なものであった。このようなＩＭ
Ｉの原因となる過渡電磁界を検出するための高周波電磁
界センナも提案されているが、この高周波電磁昇竜ンサ
は１通常の同調アンテナの概念に従って検知すべき電磁
界の周液数に同調り大長さの〆イ一一ルアンテナを使用
しているもので、デジタル機器にとってｌ＄に問題とな
っているＳＯＭＨＫ　〜コＯＯＭＦＩｚのＫＭＩを検知
するためＫはどうしてもアンテナが数１０ｘ〜／、の長
さとなってしまいセンナ全体として大型のものとなって
しまい、また、その測定感度も受信アンテナの同調周波
数及び指向性によって変化してしまい、適用範囲の広い
ものではなかった・ 本発明の目的は、前述したような従来技術にかんがみて
、安価で小型で周波数によって感度が変化せずＥＭＩの
検出分析に広く利用しうるような高周波電磁界検出装置
を提供することである。

本発明者は１種々実験し九結果、前述したようなＥＭＩ
の検出には、高周波電―界の受信（あって放射磁界を主
としてとらえる同調ア°ンテナを使用するという従来の
一般的な考え方よりも、むしろ誘導磁界を主としてとら
えるという考え方をした方が有効であることを見出した
のである。

これを理論的に説明してみるとすると、先ず。

添付図面の第１ＥＫ示すような長さΔＸ（飼）　のへル
ツメプレットｌ−高周波電流！（ム）が流れているとき
、これから距ｌｌｌ　ｒ　（＊）、方向−（ｒａ４）の
点Ｐの磁界■け、次の式で表わされうる。

ただし、λは電磁波の波長（濶） ｊβ　−ｊコπ／λ この式かられかるように、磁界は７７戸に比例する第１
項旧と、／／７Ｊ　　Ｋ比例する第一項Ｈ！とからなっ
ており、ヘルツメツレットの近くでは。

／／ｙ　＞　／／ｙであるから、磁界は第１項のみと考
えてよく１．この意味で第１項を誘導磁界といっている
。これに対し、遠題峻では／／ｒ諺◆Ｏとなるから、磁
界は第２項のみとなる。また、これはダ□ブレツ）ｋ流
れる電流の周波数に比例（波長λ−反比例）するか゛ら
、電磁波としてのエネルイー放射く関係するのは第２項
であると考えられており。

そこで、これ゛を放射磁界と称している。従って、従来
、電磁界をとらえるためにはこの放射磁界をとらえるこ
とを考えてかり、そのため、同調（１１合）アンテナが
用いられるのが一般であった。同調アンテナは、アンテ
ナ実効長、アンテナｒイｙ勢全てその受信すべき電磁界
の周波数（波長λ）に依存して決定されているもので、
その・周波数によってはどうしてもｌ懸寝度の長いアン
テナを使用しなければならないと考えられていた。

これに対し、本発明者は、静電気放電のように過渡電磁
界の発生がいわゆる放射Ｃ第１項）を伴っておらず誘導
環（館１項）のみの場合があるととに着目し、しかも、
誘導環をとらえるのであればその電磁界の周波数に関係
なく、すなわち、同調アンテナを使用するという従来の
概念とけ関係なく、誘導磁界（電界）ｋ比例した電圧を
単にとらえることで足少しかもその方が有効で島ること
を見出し九の！ある。このように誘導磁界（電界）に比
例した電圧をとらえるのであれば、上式よ）明らかなよ
うに、電磁界の周波数に関係なく、いくらでも煙いアン
テナを使用することがで龜、微小アンテナのためＫｌｌ
ｌｌ圧電圧くなる点は、その電圧を増巾してやればよい
ことに１本発明者は着目して！発明をなし九のである。

検出親愛について、添付図面の第１図を参照して説明す
る。

この高周波電磁界７検出装置は、高周波電磁界を受信す
るえめの長＠ｉｏ嘱購の超小１１ｗツドアンテナ１Ｇを
備えている０本検出ａｔの２近辺にて例えば、静電気放
電に起因する高局波過波電磁−′又はトランシー・量等
に起因する高周波連続電磁界の発生があると、アンテナ
ｌＯＫその電磁界の誘導項のみに比例した電圧が１起さ
れる。そのｌｌ１ｇ１ｔＡ電圧は、入力竺抗Ｒ３を介し
て前置増巾、竺ム１に入り、その増巾−りｋよって、−
見ば、！Ｌ８Ｅｆ１得この増中器ム、（て、］！！に、
竺見ば、１４倍に増巾され比較回路Ｃ８の一方の入力に
入る。比較回路Ｃ１、の他方の入力へは、可変抵抗器Ｖ
１ｍ−により電磁界検出の牟めの基準電圧レベルが与え
られている。前述のアンテナｌ０ＫＩＩ起され大電圧に
対応する増巾電圧が比較−路−ＣＩの一方の入力へ加見
られると、これは、他方の入力に加えられている前述の
基準電圧レベルと比較され、このし−ルよりも大なる時
、比較回路Ｃ８は、双安定°回路Ｆ／Ｆ　　をトリガし
てセット状態と−する出力を出す＝この時、表示切換え
゛スイッチＳ　が発光メイオー′ド表示装置Ｌ　Ｅ　Ｄ
＠にあれば、この発光ダイオ−゛ド表示装置ＬＥＤが点
灯され、所定レベル以上の電磁界雑音が入ったことを指
示する。他方、双安定回路Ｆ／Ｆ　　の□りセット側に
は、タイマｉｌｌｌｙｍが入つ゛てお秒、自動リセット
／手動リセット選択スイッチ８．が自動１１１にあれば
、例晃ば約フ秒後自動的に双゛安定回路Ｆ／）ｌ’　を
りセットし、電磁界雑音の再入力に備える拳もし、自動
り゛セット・／゛手゛動リすツシ選択スイッチＳ、が手
動側にあれば。

リセットスイッチ８．が押されるまで、その発光ダイオ
ード表示装置ＬＩＤの表示＊Ｉ＋が保大れることにな□
る０発光゛ダイオード表示装置り鵞りは。

視覚的な指奏を４尋るものであり、ＩＩ覚的ｅａｔ示を
与えるものとしぞツブ−Ｂｚも設けられてに一す、・こ
れらは、表示□切漬えス≧ツチ８．．にて匍）換゛見使
用されうるようになっている。この高周波電磁界検出装
置は、電池１等の電源を内蔵してお艷。

この電池Ｅより、電源スイツ、チ８４及び電圧調整器ム
３を介して前述の各構成、部分が適！ＩＫ付勢されるよ
うｋなっている。電源線経由による伝、海成分の影響を
完全になくすためｋは、電池２を含め′て前述の各構成
部分を１つのハウジング内に：をンノダクトにまとめる
ようｋするとよい、　、この実施例で＃ｉ、比−賛、ｎ
路Ｃ８＜よって７つの基準レベルとの比較がなされてい
るので２、ある、が、電磁界雑音、の検出感度を１例え
ば、３段階とすることもこの比較回路を適当に変形構成
することにより、可能である。、この場合には、発光ダ
イオードはそれに対応させて３個を用意すればよく、壇
九、プデーの場合には、３種の音、色を出すようにして
もよいし、また１、、音声を３段階にコード化して強度
の識別を行なえるようにしてもよい。、　。

この実施例では、高局ＩＩＬ鷺磁界！受信するためのア
ンテナとして、長名１０ｗ５園の超小ｆｌｉｔｓツドア
ンテナ１０が使用されているのは、前述し九本発明の原
理に基づいて電磁界の放射項でなく誘導屓をとらえんと
しえためであり、もし、従来の如く放射項をとらえんと
す仝ならば１例えば、対象電磁界の周液数を−７００Ｍ
Ｈｚ、とするならばｔ！ｒｔｘａもの長さの同調アンテ
ナとしなければならないのであり、このような同調アン
テナに比較すれば、長さ１０講溝のロッドアンテナ１０
は、超小蓋のものといえる。ｔた、本実施例において、
ＷツドアンテナｌＯの長さを−１０講講とＬ九のは１次
のような実験に−よって、アンテナをできるだけ小型と
ししかも後段の増巾器の増中度を極端に大きくしなくと
もよい程度の感度にて電磁界をとらえるのに、それが適
当な長さである仁とが確認さ、ｔＬ大ととに基づいてい
る。

すなわち、ζ、の実験杖、第３図に略示するような実験
セットにてなされた。第３図において、試験用電磁界を
発生するため、：１ノデンサＣ５抵抗Ｒ及び放電イヤツ
ｆｔ、０の直列回路を構成し、コンデンサＣへの印加電
圧１．　（Ｖ）　　を種々変え−で放電ギャツｆ忌ＯＫ
放電を住じＳ＜＊、前述しえような構成の検出装置８０
０ロツドアンテナ１０ムを、放電ゼヤツデｓＯから距離
Ｌｍ／鱗離れ大所にくるように配置して、そのロッドア
ンテナ１０ムの長さｋ　（ｓｗ）　　を種々変えてみえ
、この実験では、　Ｃ−／Ｊ０（ＰＦ）　、Ｒ−！Ｉｔ
Ω）とし。

時定数ｆ−ＣＲ−／ＪＯＸ１０””Ｘ！０−４Ｘ／　０
　　＝　Ａ　（ｎｓ）　　程度の放電を放電イヤッｆｓ
Ｏに生じさせえ、従って、その放電によって生ずる電磁
界は、生々して百数十ＭＩＩｓ程度の周波数の電磁界を
含んでいると考えられる。

このような実験セットで、先ずロッドアンテナ１０Ａの
長さをｊｓ鯛とし九場合％コンデシす印加電圧Ｅ　を１
ｏｏｏｖとしなければ検出装置８０にて電磁界検出がな
されなかった。ａツドアンテナｌＯムの長さに１０禦解
と１した場合には、；ンデンナ印加電圧Ｅ　が−〇〇）
■で検出装置８０にて電磁界検出がなされ九・ｉｌ、ラ
ドアンテナ１０ムの長さを３ＤＩＲ講と駿た場合には、
コンデシす印加電圧Ｅ、が／！Ｏｖで検出装置８０にで
電磁界検出がなされた。ロッドアンテナｌＯ真の長さを
２００ｗａ輌とした場合には、コンテｙｔ印加電圧Ｅ、
が１０！ＴＶで検出装置８ＧＩＣで電磁界検出がされた
。ＥｌツドアンテナｌＯムの長さを１０００調調とした
場合には、コンデｙす印加電圧１．が１ｏｏｖで検出装
置８０にて電磁界検出がなされた。このような実験結果
を、縦軸に；ンデンを印加電圧Ｅ、をとり、横軸（対数
目盛）にアンテナ長さｈをとって示すと、第参図のよう
なコンデシす印加電圧とアンテナ長さとの関係を示す曲
線ｋ、アンテナ長さが／Ｑ購寓より短かくなると検出感
度が急−に低下するが、アンテナ長さを１０ｍｍ　より
相当に長くしても検出感度はそれはど変ない、従って、
アンテナをできるだけ小塵化ししかも検出感度をあまや
低下させないという観点からは、アンテナ−さをＩＯ畷
講、近辺に選定するのが好ましいといえる。勿論、本発
明は、アンテナの長さを１０ｗＩ講和限定するものでな
く、対象電磁界の強度やアンテナに接続される増巾器の
増中度等との関係で、誘導項を感度よくともえうるもの
であればアンテナの長さは任童の長さでありうる・また
、本集糟例では、超小型アンテナとしてロッドアンテナ
を使用したのであるが、本発明は。

これに隈らず、ｌｌ導項をとらえうるものであれば、ど
のようなアンテナでもよく、例えば１円板状。

球状、スロット状アンテナでもよい。

仁の種の高周波電磁界センサにおいてアンテナ及び同調
回路の占めるスペース及び価格は、その他の１路部品に
比較して相当の部分を占めるものな、ので、本発明の高
周波電磁界検出装置状、そのアン゛テナが超小型のもの
とされているので、検出装置全体としても非常に小型化
され価格も非常に安価なものとされる。重大１本発“明
の検出装置は、電磁界の誘導項のみを実質的にとらえる
のであるから、電磁界の周波数に無関係であ゛す、電磁
界発生源の種類Ｋｌｌ係なく常に一定の感ｆＫでそれち
の検出分析を行なうことができるし、また、近距峻のＥ
ＭＩ発生源のみを検出対象とする゛こともできて都合が
よい。

前述したように１本発明の検出装置は、アｙテ゛すをも
含めて全体を超小蓋化できるので、デジタル機器のキャ
ビネット内にもこれを容易く配置でき、外部から試験用
電磁波を与えることによって。

そのデジタル機器のキャビネットの外部雑音に対する層
蔽性能を確認するのくも使用できて好都合゛である。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１ＷＪは本発明の基本的原理ｉ説明するた
めの図、第２図は本発明の一実施例としての高周波電磁
界検出装置の構成を示す概略図、第３図は実験セットの
概略図、第参図は第３図の実験セットをｍｍ゛’−ｃ実
験した結果によるコンデン！印加電圧とアンテナ長・さ
との関係を示す図である。 ″　ｌＯ・・・・・・・・・超小型ロー・ドアンテチ、
Ｒ１・・・・・・・・・入力抵抗、　ムト・・・−・・
前置増巾器、　Ａ、・・・曲・・−緩衝増巾器、Ｃ１・
・・・・・・・・−比較回路、　Ｆ／Ｆ　　・曲曲双安
定回路、−゛ｖＲ１・・・・・・・・・可変抵抗器、　
　ＴＭ・・・・・・・・・タイマ回路、　８．・曲回表
示切換えスイッチ。 Ｓ、・・・・・曲自動す竜ット／手動すセッ）遥択スイ
ッチ、　　Ｓ　・・・・・・・・・　りセットスイッチ
、５ ＬＥＤ・・・・・・・・・発光ダイオ−ｙ表示装置。 ＢＺ・・・・・・・・・ブザー、　Ｅ・・・・・・・・
・電池、Ｓ　・・・・・・・・・電源スィッチ、　Ａ、
・・・・・・・・・電圧調整器 〜 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波電磁界を検知するための高周波電磁界検出装置で
   あって、前記電磁界の＃ｉ項を主として受信する超小型
   アンテナと、該アンテナに誘起され光電圧を増巾するた
   めの増巾器と、該増巾器の出力を所定の基準レベルと比
   較して峡出力が該基準レベルを越えたことを示す信号を
   出力する比較回路と、該比較回路からの前記信号を受け
   てそれを指示するための指示装置とを備えることを特徴
   とする高周波電磁界検出装置。