JPS60501230A - 個人マイクロ波モニタ - 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】 個人マイクロ波モニタ 本発明の背景 本発明はマイクロ波測定装置に関するものであり、さらに詳しくいえば、電磁界 警報器、電磁界モニタ、蓄積線量警報器、および個人に対するＲＦ放射線照射線 量の積分線量指示を与えるように構成をれたマイクロス）　ＩＪツブ・アンテナ および制御電子装置を用いることを特徴とする小形個人マイクロ波モニタ装置に 関するものである。

周知のように、近年のマイクロ波ＲＦ放射線の利用の軍事、医療、住居の用途お よび産業上の用途の両方における増加は、目を見はるものがある。この増加はこ れらの分野における著しい技術的改良をもたらしたが、個人に対するＲＦ放射線 照射量の生物学的危険に関する問題を呼び起した。

各国の当局がこの問題を認めて、そのような放射線に対する個人の最大許容照射 線量を規定しようと意図する規則を公布した。現在１で、こ几らの規則の大部分 が個人に対する許容全身共鳴照射線量基準を命じたものであり、普通、照射線量 についての平均比吸収レベル（ＳＡＲ）限界を０５〜う、　ＯＯＯＭＨｚの周波 数範囲を通じて約０．１４　ｗ　／　Ｋｇの量にしてあった。しかし、さらに最 近では、米国規格協会委員会は、ある非均−加熱値または、“ホットスポット値 および部分身体共鳴値が特定の周波数帯域内にあり、その周波数帯域に対しては 、実際にはＳＡＲ限界は高すぎて個人の頭のようなある身体部分に対する生物学 的傷害を確実に防止できないことを認めた。したがって、マイクロ波放射線の通 常の周波数範囲およびホットスポット周波数帯域の両方の全体にわたって個人に 対する放射線照射線量レベルを正確に測定できるマイマロ波モニタ装置が当該技 術において必要とされている。

従来の技術において、このことはある限られた程度で認識されていたが、これま でのマイクロ波モニタ装置は、基本的には、三つの群に分類できる：すなわち、 第１は精巧な実験室用電磁界探針であシ、第２は可搬形サーベイモニタであり、 第うはクリスタルモニタなどの一般的マイクロ波モニタである。従来の精巧な実 験室用電磁界探針およびサーベイモニタは、普通、非常に高価だと分っており、 照射線量を累積せす、それらが操作中は個人に両手を使用させ、十分な注意を要 求するので、現場還境で用いるのに厄介である。なお、クリスタルモニタは、精 巧な実験室用計器より著しく安いが、普通は、棲めて不正確で、現場試験に対し て信頼できない。

したがって、この技術において、危険な“ホットスポット・に関連した特定部分 身体共鳴周波数帯域のＲＦ放射線の照射線量レベルを正確かつ連続的に測定して 蓄積できる比較的小形で可搬式低価格の電磁界モニタ装置に対する要求がかなり 残っている。

本発明の要約 本発明は、この技術に関連した上述の欠点に特に注意を向け、それらを軽減する 。ζらに具体的にいえば、本発明は、電磁界警報器、電磁界モニタ、蓄積線量警 報器、および個人に対するＲＦ放射線照射線量の積分線量指示を与えるためにマ イクロストリップ・アンテナと制御電子装置を用いることを特徴とする改良形マ イクロ波電磁界モニタ装置を提供する。マイクロストリップ・アンテナおよび電 子装置を組込んでいるため、本発明のモニタは、２％　ｉｎ　（６５５ｍ）　Ｘ 　ｌ１ｉｎ（１０，１６ｃｍ）ｘ１７４　ｉｎ（０，６３５ｍ）より小さい代表 的寸法を有するごく小形にまとめることができ、使用者の衣服につけるのに適し た名札バッジ形に形成これるのが好ましい。本発明のモニタは、関連の検出器、 ストリップライン給電装置および整合回路網を薄膜プレーナモジュ　ルに形成し て関心の特定身体共鳴周波数において最高効率を得るように設計され、各周波数 帯域に対する電磁界レベルを蓄積し、記憶して、必要に応じて読戻すとともに、 使用者のあらかじめ定めた指定値を超えて放射電磁界に当ったとき警報を与える 。

好ましい実施例においては、マイクロストリップ・アンテナ素子は、基本的には 、単一の薄い誘電体基板全開に挾んで２枚の平行な導電層を重ね合せたものであ る。共鳴周波数、帯域幅、効率、偏極および利得といったアンテナの性能パラメ ータに直接に関係する種々のアンテナの幾何学的形状を利用できる。このアンテ ナは、受信する電磁界レベルを整流し、累積して、あとで表示するのに備えて、 被ばく線Ｍｋ所望の共鳴周波数ごとに校正した表現で記憶する装置に一体化でれ ている。指定されたしきい値を超える電圧レベルを蓄積するために、前記電子装 置は、共鳴周波数ごとのそれらの電圧レベルを記憶して必要に応じて蓄積値を表 示できるようにする。

１）ｉｌ記マイクロ波アンテプおよび電子装置のおかげで、本発明−２、意義の ある電磁昇級はく線量”テークおよび超過被ばく線量警懇に必要な高精度乏廟す る比較的小形で、容易に持運べるマイクロ波モニタｋ　ｍ　（Ｊｔ　ｉる。

なふ・、特定周波数帯域における放射線扱ば〈線量の検出を可能にする本発明の マイクロ波モニタのおかけで、本発明は、部分身体共鳴周波数およびマイクロ波 放射線の吸収によって生する関連のボンドスポットによる危害の監視にきわめて 適している。さらに、大量製産技術を使用することによって、本発明のマイクロ 波モニタの総坤価をそれが広く使用感れうる価格に維持できる。

図面の説明 本発明のこれらおよびその他の特徴は、図面を参照する吉さらに明かになるであ ろう。図面において、第１図は、個人使用者に取付けた本発明の改良形マイクロ 波モニタの斜視図、 第２図は、本発明の改良形マイクロ波モニタの背面斜視図、 第う図は、本発明のマイクロ波モニタの拡大前面斜視図、 第）４図は、本発明の改良形マイクロ波モニタの代表的チャネルの電気回路図で ある。

好ましい実施例の訂卸１な説明 第１〜う図を参照すると、好ましい実施例に先・いで、使用者１１１の衣服１２ に数句りできるように２Ｘｊｎ（６う５ｍ）Ｘ１１ｊ、ｎ（］、Ｏ，１６ｙ＋） Ｘ柘ｉｎ（０１５５０ｍ）の概略寸法をイｊするごく小形の形状に１とめられて ｂる本発明の改良形マイクロ／Ｊシ電磁界モニタ装摺１１０が〉」ミヒノ１てい る。例としてで、制限てｄ−なく、モニタｌＯｒ／：ｌ１、前面１６と背面１と によって画定さｔ＋Ｊこ矩形ケース化もつように形成きれるのが好捷しい。第２ 図上・よび第う図に最もよく示されているように、背面１８は、数字２ｏによっ て総括的に表され衣服１２に数句けできる従来の非導電性の掛は金イ」きピン組 立体を備え、一方、前面１６は、モニタ１ｏの下端近くに置かれだ制御および表 示ｇ（ｌ　２２ならびにアンテナ部２４全備えている。好ましい実施例において 、アンテナ部２１Ｉば、個人または会社の名前、識別番号またはコードなどの適 当なしるＬ　２　Ｇ　（Ｈ備えることができ、それによってモニタ１０は、使用 者ｉｌｌの識別バッジとしての役を果すことができる。

モニタｌＯの作動構成要素は、基本的には二つの部品からなっている。すなわち 、総括的に数字う０で表され、モニタ１０に当った放射線エネルギーを集めるよ うに構成されたマルチスペクトルＲＦヘノｌ−’−ｆたはアンテナと、電磁界レ ベル測定を行ない警報を発するように構Ｄｙ、これた制御電子回路部または制御 電子装置６０（第１１図に示されている）である。種りの形式のアンテナを利用 できるが、好ましい実施１９１］に１？いては、マルチスペクトルＲＦヘットう ０は、問題に１７でいる特定身体共ｌＩｌ↓周彼数周波数動作効率をもつ多重ブ Ｉ／−す形マ。イクロストリップ・アンブナを含んでいる。

さらに訂しくいえば、−フィクロストリップ　アンテナ素子５０は、薄い誘電体 基板を間に挾んで５２および５１１などの平行な導電層の重ね合せたものがらな っている。各アンテナ素子の下側導電層う）４ば、接地面上して働き、一方、他 方の導電層５２は、共鳴バッチとして働く。総合役割および効率の要求事項次第 で、−１−側導電層う？は、第５図に示はれている矩形として形成してもよいし 、才たは代りに円形、らせん形、環状スロット、環状ストリップまたは、交ζグ イポールの形状に形成してもよい。なお、大きさ、基板の厚さ、誘電率および給 電点の場所などのアンテナの幾何学的形状は、もちろん、共鳴周波数、共鳴抵抗 、帯域幅、効率、偏極および利得に関係している。好ましい実施例においては、 特定のマイクロストリップ　アンプ−す５０は、１１−７　ｃｌ、　Ｂ範囲の利 得で２−１５　Ｇ　ＨＺに使うように構成きれている。もちろん、印刷ダイポー ルまたは印刷対数らせんの形をした他のアンプブーを９００ＭＨｚと２　（）Ｈ ｚの間の周波数および畑らに高い１５〜５０（）Ｈｚの周波数に用いることもで きる。

本発明の重要な特ｅｕ、特定のマイクロ波アノラナ５０が特定の周波数帯域にあ るマイク０彼放射線を検出できることである。特に、市だのアンテブ幾何学的形 状と構成による本発明ｃ１．好−４１〜い実施例に１．・し・−こ、マイクロ波 オーブンの操イノ［に普通関連するような２］１５Ｇ４（ｚ、３．０　ＧＨｚ、 １ノ一ダχバント操作に関連するような１０　Ｇ４−（ｚおよび１５　ＧＨｚの 各周波数を含む昌］（分身体共鳴周波数のマイクロ波放射線をモニタするように ８Ｉ４成されている。当業者には分るように、これらの特定のホットスポット周 波数帯域をモニタできることｄ、アンテナの総合役割およびアンテナ素子う○へ の給電哉の適正な位置選定によって可能にこれる。好芥しい起施例において、多 重アンテナ素子う０に用いられる前足の給電点は、２−　’４５　ＧＨｚ周波数 帯域用の点Ａ、３０Ｃ）Ｈｚ周波数帯域用の点Ｂ、ｌ　ＯＧＨｚ用の点Ｃ１およ び１５　（）Ｈｚ周波数帯域用の点りに置かれる。モニタリング能力を向上させ たものでは１分離Ｃ−バンド印刷マイクロストリップ・ダイポールアンテナ５１ が６　ＧＨｚ帯域用にモニタ１０（第５図に示きれている）に設けられる。これ に関しては、当業者は、アンテナ全体の構成および幾何学的形状の如何によって 、異なる給電位置を用いるように々ることが分るであろう。

第４図を参照して、本発明の電子回路６０の詳細な構成を説明できる。例示のた めに、回路６０は、単一アンテナ源に接続された単一回路として描かれているが 、当業者は、同じ回路６０が本発明に用いられる多重アンテナ検出器のおのおの について繰返これていることが分るであろう。好ましい実施例においては、回路 ６０は、半導体基板上に一連の拡散工程を行って製作された能動素子と受動素子 の組合せであるモノリシック集積回路からなっている０能動素子は、シリコン・ プレーナチップであり、一方、受動素子は薄膜構成要素または厚膜構成要素のい ずれかである。

さらに具体的にいえば、回路６０は、整合部６１Ｉに直列に接続されて直流増幅 器６６への直流電圧信号を発生するダイ゛オードまたはサーミスタブリッジなど の検出部６２を含んでいる。しかし、総合設計基準次第で、上記のような整合部 は、回路６０に必要なこともあれば、必要でないこともある。増幅された電圧は 、二つの経路に分離てれて、判定回路６ｇへ送られるとともに電圧−周波数変換 器７０へ送られる。判定回路６ｇは、電磁界警報器を起動する調節可能なしきい 値を含み、一方、電圧−周波数変換器はディジタル電磁界レベル測定に用いられ る。電磁界モニタ計数器と呼ばれている高速リセット率計数器が電磁界レベルの ディジタル表示をするために備えられ、蓄積線量割数器という０１時間リセット 計数器７１１が所定の０１時間にわたる蓄積線量を測定して、桁あぶれのとき、 警報器を起動するために備えられている。このほかに、積分線量計数器と称する 蓄積計数器７６が、所望の容量まで任意の時間長さにわたって電力を積分し、そ れによって積分線量表示を行うために設けられている。

このほかに、回路６０は、ＲＦ発生器８２を起動して約１０ミリ秒幅の短いパル スをＲＦダイオード６２の入力に周期的に与えるタイマｇｏを含む自己試験部を 備えている。電磁界警報器、電磁界モニタ、電圧−周波数変換器７０の種りの出 力は、種々のラッチング機構８Ｉｌ、８６および８８ならびにＡ　Ｎ　Ｄゲート ９０によって相関でせられて本装置のこれらの構成要素のどれかが正常に機能し ないとき警報器を起動する。

都合よくは、一連の手動押しボタン１００、ｌＯ２，１０４、ＬＯＧおよび１ｏ ８をモニタ１ｏの表示部２２に設けるのがよく、これらのボタンは、押したとき 、回路６０の中にそれぞれの周波数レベル、すなわち、２１１５　ＧＨｚ　＋　 ５．０　ＧＨｚ、６．０　ＧＨｚ−１０ＧＨｚおよび１５ＧＨｚで記憶された出 力データを読出しに利１用できるようにする。選択された周波数レベルのおのお のに対する電磁界警報、電磁界モニタ表示、蓄積線量警報、および積分線量表示 は、そのとき、モニタの表示部２２に置かれたディジタル表示装置１１０および 警告灯１１２に電磁界モニタ計数器７２、蓄積線量計数器？＋１および積分線量 計数器７６の各スイッチを押すだけで見ることができる。このほかに、回路６０ の自己試験回路を起動する手動押しスイッチｆｉｌｌを設けてもよい０ かくして、要約すると、当業者は、個人ｉｌｌが容易に携帯できるきわめて小形 のマイクロ波モニタ装置１０を与えることによる技術的な著しい改良点を本発明 が含んでいることを認めるであろう。なお、この装置は、個人に対するあるホッ トスポット周波数におけるマイクロ波放射線被ばくの電磁界警報器、電磁界モニ タ、蓄積線量警報器および積分線量モニタになる。説明のために、２、うの形状 および構成を、本明細書において限定したが、当業者には、本明細書において明 らかに企図されている種々の変更形を形状および構成に対してなしうろことがわ かるであろう。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　個人に着用されるのに適応したケース、前記ケースに配設でれて前記ケース に当ったマイクロ波放射線を検出するアンテナ手段、前記アンテナ手段に応動し て所定の時間にわたって前記ケースに当った放射線の量を蓄積し、積分する手段 、および 前記ケースに当った放射線の蓄積量および積分量を前記個人に表示する手段、 を備えてなる改良形マイクロ波モニタ装置。 ２　前記アンテナ装置が多重離散周波数帯域１／ベルにある一フィクロ波放射線 を検出する手段を備えた請求の範囲第１頂の装置。 う　前記多重離散周波数帯域レベルのおのおのに対して前記蓄積および積分手段 の表示を選択的に可能にするスイッチ手段を畑らに備えた請求の範囲第２項の装 置ｋ。 ）１　前記蓄積および積分手段に応動して前記ケースに当った放射線の蓄積量お よび積分量の所定の量を被ばくしたことを個人に警告する警報器手段をさらに備 えた請求の範囲第５項の装置。 ５　前記アンテナ手段がマイクロストリップ・アンテナを備えた請求の範囲第４ 項の装置。 ６　前記蓄積および積分手段がモノリシック集積回路からなる請求の範囲第５頂 の装置。 ７　前記マイクロ波乗ｆｉ回路が適正に機能していることを保証するために前記 マイクロ波集積回路を予備試験する手段をさらに備えだ請求の範囲第６項の装置 。 ８　前記表示手段がディジタル表示装置からなる請求の範囲第７頌の装置。 ９　個人に着用てれるのに適応したケース、前記ケースに配設されてマイクロ波 放射線を検出するアンテナ手段、 前記アンテナ手段に応動して個人に当ったマイクロ波放射線の積分量および蓄積 量を判定する手段、および 前記判定手段に応動して、マイクロ波放射線の所定のレベルを超える放射線量に なったと個人に賞報する手段、 を備えてなる改良形マイクロ波モニタ装置。 ｌＯ前記アンテナ手段が離散的多重周波数帯域レベルのマイクロ波放射線を検出 する手段を含む請求の範囲第９項の装置。 １１　前記アンテナ手段がマイクロスＩ・リップ・アンテナからなる請求の範囲 第１０頓の装置。 １２　前記警報手段が個人によって見られるのに適応した警告灯を含む請求の範 囲第１１項の装置。 １３　前記警報手段が可聴警報器を備えた請求の範囲第１２項の装置 １１Ｉ　前記離散的多重周波数帯域レベルのおのおのにおいて検出されたマイク ロ波放射線を前記表示装置に選択的に加える手段をさらに備えた請求の範囲第１ ３項の装置。