KR100976146B1

KR100976146B1 - 전자계 분포 측정방법 및 그 장치 및 정보기록매체

Info

Publication number: KR100976146B1
Application number: KR1020077009627A
Authority: KR
Inventors: 사토시 가자마; 게이고 호리; 히로시 츠타가야
Original assignee: 다이요 유덴 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2010-08-16
Also published as: JP5249294B2; JP2011017718A; WO2006075584A1; EP1837666A1; US8073641B2; US8219332B2; US20110125429A1; KR20070072552A; US20090006011A1; EP1837666A4; CN101019033A; JPWO2006075584A1

Abstract

본 발명은 측정값의 시간적 변동을 고려한 전자계 분포를 측정 가능한 전자계 분포 측정방법 및 그 장치 및 컴퓨터 프로그램 및 정보기록매체를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 피측정물(1)의 근방에서의 전자계 분포를 측정하기 위하여 전자계 분포 측정장치(2)를 이용하고, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내에서 프로브(3)를 임의의 측정좌표에 주사시키면서 측정면 내의 복수의 측정좌표의 각각에서 소정시간의 신호를 검출하고, 프로브(3)가 위치하는 측정좌표와 프로브의 검출신호에 의거하여 측정면 내의 각 측정좌표에서의 전계 및 자계의 강도를 소정시간에 걸쳐 신호시간 파형 연산부(12)에서 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 피측정물(1)의 근방 위치의 각 측정좌표에서의 소정 시간 내의 진폭확률의 분포를 전자계 분포로 하여 산출하여 이 분포를 전자계 분포 표시부(16)에 의하여 맵핑 표시한다.

Description

전자계 분포 측정방법 및 그 장치 및 정보기록매체{ELECTROMAGNETIC FIELD DISTRIBUTION MEASURING METHOD AND APPARATUS THEREOF AND INFORMATION RECORDING MEDIUM}

본 발명은 피측정물로부터의 전자계의 방사에 의하여 형성된 전자계 분포를 측정하는 전자계 분포 측정방법 및 그 장치 및 정보기록매체에 관한 것이다.

종래, EMI(Electro Magnetic Interference)대책으로서 전자기기로부터 방사되는 전자파에 의한 전자계의 강도 측정을 행하는 방법으로서는, 이하에 나타내는 바와 같은 것이 규정되어 있다.

예를 들면 측정대상이 되는 전자기기, 즉 피측정물(공시기기)을 오픈 스페이스에 설치하고, 이 피측정물로부터 3 m 내지 10 m 등의 거리를 가지고 루프 안테나나 다이폴라 안테나를 설치하여 측정하는 것이다. 이와 같이 안테나를 피측정물로부터 충분한 거리를 두고 설치한 경우에는, 루프 안테나에서는 원방 방사 전자계의 자계성분만을 측정할 수 있고, 다이폴라 안테나에서는 전계성분만을 측정할 수 있다. 그리고 원방 방사 전자계의 한쪽의 성분을 측정하면 다른쪽을 산출할 수 있다. 또 오픈 스페이스가 아니라 전파암실에서 측정하는 방법도 규정되어 있다.

한편, 피측정물에서 전자파의 방사원을 특정하는 경우도 있다. 예를 들면 회로 기판상에서 어느 부위에서 전자파가 강하게 방사되고 있는지를 특정하는 경우이다. 이와 같은 경우에는 상기한 측정과는 달리 피측정물의 근방에서 전자계 강도를 측정한다. 일반적으로는 소형 루프 안테나를 피측정물에 근접시켜 전자계의 자계성분을 측정하고 있다. 즉, 전자결합에 의한 유전 기전력을 이용하여 피측정물에 의하여 발생되는 전자계의 자계성분을 검출하는 것이다. 이와 같이 하여 검출된 자계성분을, 연산처리함으로써 신호의 크기와 위상을 산출하게 되나, 종래는 이와 같은 자계성분을 측정할 수 있는 측정기로서, 예를 들면 벡터 네트워크 아날라이저나 벡터 시그널 아날라이저, 스펙트럼 아날라이저 등이 있었다. 이들 측정기를 사용하여 루프 안테나 등의 센서를 주사함으로써 피측정물에서의 전류 전압분포를 구하여 방사원을 특정하고 있다.

그런데 상기 오픈 스페이스 등에 의한 측정방법은 광대한 설치 스페이스나 다액의 설비투자가 필요하다. 그래서 최근 방사 전자파 강도의 평가법으로서, TEM 셀이라 불리우는 동축 전송선로를 사용한 평가방법이 주목받고 있다. 이 평가방법에서는 동축 전송선로의 내부 도체와 외부 도체의 사이에 피측정물을 배치하여, 내부 도체의 한쪽 끝으로부터의 출력에 의하여 평가하는 것이다. 이 방법에서는 비교적 소규모의 설비로 평가가 가능하다는 이점이 있다.

한편, 상기 루프 안테나를 사용하여 전자파의 방사원을 정밀도 좋게 특정하기 위해서는 전계성분에 의한 영향을 배제할 필요가 있다. 이 때문에 루프 안테나에 시일드를 설치한 시일디드·루프 안테나가 종종 사용된다. 이 시일디드·루프 안테나에서는 전계성분의 영향을 받기 어렵기 때문에, 자계성분만의 측정을 비교적 고정밀도로 행할 수 있다.

또, 공간에 형성된 전자계의 전계성분과 자계성분의 각각을 소형 또한 간이한 설비로 용이하고 또한 정확하게 측정할 수 있는 전자계 강도의 측정방법 및 장치의 일례로서는, 일본국 재표 02/084311호 공보에 시작되어 있는 것이 알려져 있다.

이 일본국 재표 02/084311호 공보에 시작되는 전자계의 전계강도 및 자계강도를 측정하는 방법에서는, 도체를 전자계 내에 배치하고, 도체로부터 출력되는 출력전류로서 전자계에 대하여 다른 방향으로 출력되는 복수의 출력전류를 동시에 측정함으로써 각 출력전류의 크기 및 출력전류 사이의 위상차를 측정하고, 측정한 복수의 출력전류의 크기 및 위상차에 의거하여 각 출력전류에 포함되는 전계에 의해 도체에 생기는 전계성분 전류와 자계에 의하여 도체에 생기는 자계성분 전류를 산출하고, 산출한 전계성분 전류 및 자계성분 전류의 크기에 의거하여 전자계의 전계강도 및 자계강도를 산출한다.

일반적으로 전자계가 형성되어 있는 공간에 도체를 배치하면 이 도체로부터는 전계에 의하여 생기는 전류(전계성분 전류)와 자계에 의하여 생기는 전류(자계성분 전류)와의 합성전류가 출력된다. 여기서 도체의 특정한 부분에서 출력되는 전류 중 전계성분 전류는 도체가 전자계에 대하여 상대적으로 방향을 바꾸어도 일정하다. 한편, 도체의 특정한 부분에서 출력되는 전류 중 자계성분 전류는, 도체가 전자계에 대하여 상대적으로 방향을 바꾸면, 그 크기 및 방향(위상)이 변동한 다. 따라서 도체로부터 서로 다른 방향으로 출력되는 복수의 출력전류를 동시에 측정함으로써, 그 크기 및 출력전류 사이의 위상차를 각각 측정할 수 있다. 그리고 각 출력전류의 크기 및 출력전류 사이의 위상차에 의거하여, 출력전류에 포함되는 전계성분 전류 및 자계성분 전류를 산출하기 때문에, 도체 위치에서의 정확한 전자계 강도를 측정할 수 있다.

[특허문헌 1]

일본국 재표02/084311호 공보

그러나 스펙트럼 아날라이저에 의한 노이즈 신호의 측정은, 주파수를 주사 하면서 어느 주파수의 에너지를 측정하여 스펙트럼을 표시하고 있어, 측정신호가 시간적으로 변화되는 경우에는 측정값이 변동하여 불균일해진다. 또한 센서를 주사하면서 측정하는 경우도 마찬가지로 측정값이 변동하여 불균일해지기 때문에, 정확한 분포 측정을 할 수 없는 경우가 있었다. 또한 이 경우 시간변화의 요인에 대해서는 측정할 수 없었다.

또, 측정신호 레벨이 작고, 또한 시간에 의한 변화가 있는 경우, 노이즈 플로어(열잡음 때문에 랜덤하게 변화된다)와의 구분이 매우 어렵게 되어, 정확한 측정을 할 수 없는 경우가 있었다. 예를 들면 휴대전화 내부의 노이즈는 이와 같은 미약한 신호이기 때문에, 이 노이즈가 휴대전화의 수신감도에 미치는 영향의 평가를 위해서는 새로운 측정이 필요하게 된다.

또한 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우, 그 최대값이나 평균값만으로는 디지털 통신시스템의 수신감도에의 영향을 충분히 반영하지 않기 때문에, 종래의 노이즈 측정의 스펙트럼측정에서는 측정 수신감도의 관계가 충분하지 않다. 즉, 측정신호의 크기의 인자만으로는 수신감도에의 영향을 충분히 반영하지 않기 때문에, 이 측정신호로 작성한 전자계 분포의 맵핑과 수신감도와의 관계가 명확하게 되지 않는 경우가 있었다. 이 때문에 스펙트럼의 최대값이 큰 곳에서 반드시 디지털 통신에의 방해가 큰, 또는 스펙트럼 레벨이 작은 곳에서 반드시 방해가 작다는 관계로는 되지 않는다. 이 관계를 고려한 주파수 측정을 행하는 것이 과제이다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 측정값의 시간적 변동을 고려한 전자계 분포를 측정 가능한 전자계 분포 측정방법 및 그 장치 및 정보기록매체를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방 공간에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도를 검출하는 수단을 구비한 전자계 측정방법에 있어서, 상기 피측정물의 근방 공간에서의 임의의 측정위치에서 복수의 주파수 대역마다 상기 강도를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하는 검출단계와, 상기 검출한 강도의 상기 측정시간 내의 진폭확률을 상기 각 주파수 대역마다 산출하는 분포 산출단계를 실행하는 전자계 분포 측정방법을 제안한다.

상기 피측정물에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 시간변화를 포함하는 상기 강도의 분포를 산출하는 분포 산출단계를 실행하는 전자계 분포 측정방법을 제안한다.

본 발명의 전자계 분포 측정방법에 의하면, 신호의 크기가 변동하는 근방전자계의 측정의 경우, 피측정물의 근방 공간에서의 임의의 측정위치에 있어서 복수의 주파수 대역마다 상기 강도를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하고, 검출한 강도의 상기 측정시간 내의 진폭확률을 상기 각 주파수 대역마다 산출하므로, 상기 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포가 측정 가능하게 된다. 또한 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 측정신호의 크기의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전자계 분포를 측정하고 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도와의 관계가 명확해진다.

또, 본 발명에서는 상기한 전자계 분포 측정방법을 실현하는 장치로서, 전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방에서의 전자계 분포를 측정하는 전자계 분포 측정장치에 있어서, 피측정물의 근방 공간에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도에 대응한 신호를 출력하는 프로브와, 상기 프로브를 임의의 측정 좌표에 주사시키는 주사수단과, 상기 프로브가 위치하는 측정 좌표마다, 상기 신호를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하여 상기 프로브에 의한 측정결과를 기억하는 검출수단과, 상기 검출수단의 측정결과에 의거하여 상기 강도를 상기 측정시간에 걸쳐 산출하는 강도 산출수단과, 상기 강도 산출수단에 의거하여 상기 피측정물의 각 측정 좌표에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 기설정된 진폭확률을 산출하는 분포 산출수단을 구비하고 있는 전자계 분포 측정장치를 제안한다.

본 발명의 전자계 분포 측정장치에 의하면, 전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방 공간에서의 측정면에서 프로브가 임의의 측정 좌표에 주사되어, 피측정물의 근방공간에 있어서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도에 대응한 신호가 프로브로부터 출력되고, 프로브가 위치하는 측정 좌표마다, 상기 신호가 기설정된 측정시간에 걸쳐서 검출되어 측정결과가 기억된다. 또한, 측정결과에 의거하여 상기 강도가 상기 측정시간에 걸쳐서 산출되고, 이 산출결과에 의거하여 상기 피측정물의 각 측정 좌표에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 기설정된 진폭확률이 산출된다.

이에 의하여 신호의 크기가 변동하는 근방 전자계의 측정의 경우에도, 피측정물의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 하나 이상의 측정 좌표의 각각에서 측정시간 동안의 신호를 검출하고, 프로브에 의한 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 한쪽의 강도를 측정시간에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 진폭확률을 산출하기 때문에, 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포가 측정 가능하게 된다. 또한 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도, 측정신호의 크기의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전자계 분포를 측정하고 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도와의 관계가 명확하게 된다.

또, 본 발명에서는 전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방 공간에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도로부터 상기 피측정물의 근방에서의 전자계 분포를 산출하는 컴퓨터 프로그램에 있어서, 피측정물의 근방 공간의 임의의 측정 좌표에서의 상기 강도에 대응한 신호를 소정의 측정시간에 걸쳐 검출하여 기억하는 검출단계와, 상기 검출단계에 의거하여 상기 측정 좌표에서의 상기 강도를 상기 측정시간에 걸쳐 산출하는 강도 산출단계와, 상기 강도 산출단계에 의거하여 상기 피측정물에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 진폭확률을 산출하는 분포 산출단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제안한다.

또 본 발명은 상기 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있는 정보기록매체를 제안한다.

또한 본 발명은, 전자기기에 탑재되는 피측정물의 근방 공간에서의 전자계 분포를 나타내는 평가 데이터가 기록된 정보기록매체로서, 상기 피측정물의 임의의 측정 좌표에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도가, 각 측정 좌표에서의 진폭확률 분포를 나타내는 평가 데이터로서 기록되어 있는 정보기록매체를 제안한다.

본 발명의 전자계 분포 측정방법 및 그 장치에 의하면, 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포가 측정 가능하게 된다. 또한 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 측정신호의 크기의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전자계 분포를 측정하고 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도와의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 및 이것을 기억한 정보기록매체에 의하면 상기한 전자계 측정방법을 실시하는 장치를 용이하게 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 전자계 분포 데이터가 기억되어 있는 정보기록매체에 의하면, IC나 복합 모듈 등의 전자부품 단체를 피측정물로 하여 상기한 전계분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전계분포 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록하여 이 정보기록매체를 피측정물의 전자부품과 함께 사용자에게 제공하면 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있고, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 센서를 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 분포 측정방법을 설명하는 플로우차트,

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 측정원리를 설명하는 도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에서의 진폭확률의 산출방법을 설명하는 도,

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 분포의 표시예를 나타내는 도,

도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 분포의 표시예를 나타내는 도,

도 8은 전자계 강도의 스펙트럼 측정결과의 일례를 나타내는 도,

도 9는 전자계 강도의 스펙트럼 측정결과의 일례를 나타내는 도,

도 10은 전자계 강도의 진폭확률 분포의 일례를 나타내는 도,

도 11은 전자부품 단체의 전자계 분포 측정을 설명하는 도,

도 12는 전자부품 단체의 전자계 분포 측정을 설명하는 도,

도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 14는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 전계센서를 나타내는 구성도,

도 15는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 전계분포 측정방법을 설명하는 플로으차트,

도 16은 본 발명의 제 3 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 17은 본 발명의 제 3 실시형태에서의 자계센서를 나타내는 구성도,

도 18은 본 발명의 제 3 실시형태에서의 다른 자계센서를 나타내는 도,

도 19는 본 발명의 제 3 실시형태에서의 자계분포 측정방법을 설명하는 플로우차트,

도 20은 본 발명의 제 4 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 21은 소정 측정 좌표에서의 전자계 분포를 가로축을 채널(주파수)로 하고, 세로축을 등확률의 레벨의 값으로 하여 나타낸 그래프,

도 22는 소정 측정 좌표에서의 전자계 분포를 가로축을 채널(주파수)로 하고, 세로축을 등레벨의 진폭확률의 값으로서 나타내는 그래프,

도 23은 본 발명의 제 4 실시형태에서의 자계분포 측정방법을 설명하는 플로우차트,

도 24는 본 발명의 제 5 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 25는 본 발명의 제 5 실시형태에서의 자계분포 측정방법을 설명하는 플로우차트,

도 26은 본 발명의 제 6 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도,

도 27은 본 발명의 제 6 실시형태에서의 자계분포 측정방법을 설명하는 플로우차트이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피측정물 2 : 전자계 분포 측정장치

3 : 전자계 센서(프로브) 4 : 센서 주사장치

5, 6 : 믹서 7, 8 : A/D 컨버터

9 : 발진기 10 : 분파기

11 : 컴퓨터장치 12 : 신호시간 파형 연산부

13 : 전자계 정보기억부 14 : 주사장치 제어부

15 : 전자계 분포 정보산출부 16 : 전자계 분포 표시부

17 : 전자계 분포 데이터 기록부 31 : 루프 안테나

32, 33 : 동축 케이블 34, 35 : 접속 커넥터

100 : 전자계 분포 측정장치 101 : 전계센서(프로브)

103 : 전계 정보기억부 105 : 전계 분포 정보산출부

106 : 전계 분포 표시부 111 : 모노폴 안테나

112 : 동축 케이블 113 : 접속 커넥터

200 : 전자계 분포 측정장치 201 : 자계센서(프로브)

203 : 자계 정보기억부 205 : 자계 분포 정보산출부

206 : 자계 분포 표시부 300 : 전자계 분포 측정장치

309 : 발진기 312 : 신호시간 파형 연산부

313 : 전자계 정보기억부 314 : 주사장치 제어부

315 : 전자계 분포 정보산출부 316 : 전자계 분포 표시부

317 : 전자계 분포 데이터 기록부 400 : 전자계 분포 측정장치

409 : 발진기 413 : 전자계 정보기억부

414 : 주사장치 제어부 415 : 전자계 분포 정보산출부

416 : 전자계 분포 표시부 417 : 전자계 분포 데이터 기록부

500 : 전자계 분포 측정장치 509 : 발진기

513 : 전자계 정보기억부 514 : 주사장치 제어부

515 : 전자계 분포 정보산출부 516 : 전자계 분포 표시부

517 : 전자계 분포 데이터 기록부

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구 성도이다. 도면에서 1은 피측정물이고, 예를 들면 전자기기의 회로기판이다. 2는 피측정물(1)로부터 방사되는 전자계의 분포를 피측정물(1)의 근방에서 측정하는 전자계 분포 측정장치이다.

또한 피측정물(1)은 회로기판 위에 탑재된 각 전자부품으로 할 수 있고, 또한 각 전자부품군으로 구성된 회로블럭으로 할 수 있다.

전자계 분포 측정장치(2)는 주사용 전자계 센서(프로브)(3)와, 센서 주사장치(4), 믹서(5, 6), 아날로그/디지털(이하, A/D라 부른다) 컨버터(7, 8), 발진기(9), 분파기(10), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는 신호시간 파형 연산부(12)와, 전자계 정보기억부(13), 주사장치 제어부(14), 전자계 분포 정보산출부(15), 전자계 분포 표시부(16), 전자계 분포 데이터 기록부(17)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(2)는, 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면에서의 근방 전자계의 강도분포를 측정하는 것이다. 강도분포의 측정 중은, 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하여 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 소정의 주파수 채널의 전자파가 형성하는 전자계의 강도분포를 전자계 분포 측정장치(2)에 의하여 측정한다. 또 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란, 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

주사용 전자계 센서(3)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 루프 안테나(31)를 가진다. 이 루프 안테나(31)는 시일드를 구비하고 있지 않은 루프형상의 도체이다. 본 실시형태에서는 루프 안테나(31)는 피측정물(1)에 접근할 수 있도록 방형(方形)의 루프 안테나로 하여 형성되어 있다. 루프 안테나(31)의 양쪽 끝은, 각각 동축 케이블(32, 33)의 중심도체와 접속하고, 각 동축 케이블(32, 33)의 다른쪽 끝측에는 접속 커넥터(34, 35)가 설치되어 있다.

각 접속 커넥터(34, 35)는 동축 케이블(도시 생략)을 거쳐 믹서(5, 6)에 접속되어 있다. 여기서 루프 안테나(31)의 한쪽 끝측 및 다른쪽 끝측과 믹서(5, 6)와의 특성 임피던스는 일치하고 있다. 본 실시형태에서의 전자계 센서(3)는 외부 도체가 구리, 유전체가 불소수지로 구성되고, 특성 임피던스가 50Ω, 직경 약 1 mm의 동축 케이블을 가공함으로써 형성되어 있다.

또, 각 믹서(5, 6)에는 분파기(10)를 거쳐 발진기(9)로 생성된 주파수 변환용의 기준신호가 입력되고, 믹서(5, 6)의 출력단자는 A/D 컨버터(7, 8)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7, 8)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에, 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7, 8)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 신호시간 파형 연산부(12)에 입력된다.

신호시간 파형 연산부(12) 및 전자계 정보기억부(13)는, 주사장치 제어부(14)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향을 산출하여, 그 산출결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 전자계 정보기억부(13)에 기억된다.

주사장치 제어부(14)는, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 루프 안테나(31)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어한다.

전자계 분포 정보산출부(15)는, 전자계 정보기억부(13)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여, 각 측정 좌표마다 전계강도와 자계강도의 각각에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다. 또한 여기서 산출되는 전자계 분포는, 각 측정 좌표마다 가로축을 시간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다.

전자계 분포 표시부(16)는, 전자계 분포 정보산출부(15)에 기억되어 있는 전자계 분포를 맵핑 표시한다.

전자계 분포 데이터 기록부(17)는, 전자계 분포 정보산출부(15)에 기억되어 있는 전자계 분포정보의 데이터를, 컴팩트 디스크(CD)나 DVD 혹은 플렉시블 자기디스크 등의 휴대를 용이하게 행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 정보기록매체에 기록한다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포 측정장치의 동작을 도 3에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 도 3은 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면 주사장치 제어부(14)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서 전자계 센서(3)의 주사를 행하고, 전자계 센서(3)의 위치하는 좌표정보를 취득하여 전자계 정보기억부(13)에 기억함(SA1)과 함께 신호시간 파형 연산부(12)에 의하여 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향을 산출하고, 그 산출결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T₀)씩 전자계 정보기억부(13)에 기억한다(SA2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 전자계 정보기억부(13)에 기억된다.

다음에 전자계 분포 정보산출부(15)가, 전자계 정보기억부(13)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 전계강도와 자계강도의 각각에 대하여 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값으로 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SA3). 또한 본 실시형태에서는 전자계 분포로서 전계강도와 자계강도의 각각에 관한 진폭확률의 분포를 기억하고 있고, 측정결과를 표시할 때에는 어느 하나를 선택하여 표시 가능하게 하고 있다.

이어서, 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료인지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SA4), 종료하고 있지 않을 때에는 상기 SA1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 전자계 분포 정보산출부(15)에 기억되어 있는 전자계 분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SA5). 이후 전자계 분포 표시부(16)가, 이 파일을 판독하여(SA6), 전자계 분포 표시부 (16)에 의하여 측정결과의 전자계 분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(17)에 의하여 측정결과의 전자계 분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SA7). 또한 측정결과의 전자계 분포를 표시할 때에는 상기 진폭확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다.

본 실시형태에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 측정원리를 설명하는 도, 도 5는 진폭확률의 산출방법을 설명하는 도면이다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 동작원리에 대하여 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이 피측정물(1)의 어느 점에, 어느 주파수의 전압 V(= Asin(ωt + θv))과 전류(I)(= Bsin(ωt + θc))가 존재하고 있다고 가정한다. 이 점의 바로 위에 양쪽 끝이 동일 임피던스로 종단되어 있는 선형상의 미소한 도체(31)를 배치한다. 이때 도체(31)에는 전압(V)과 전계 결합하여 전류(이하, 전계 성분 전류라 한다.)(Ie)가 생김과 동시에, 전류(I)와 자계 결합하여 전류(이하, 자계성분 전류라 한다)(Im)가 생긴다. 따라서, 도체(31)의 양쪽 끝으로부터의 출력전류(O1및 O2)는, 전계성분 전류(Ie)와 자계성분 전류(Im)의 합성전류가 된다. 여기서 도체(31)의 양쪽 끝으로부터 출력되는 전계성분 전류(Ie)는 서로 동위상이 되나, 자계성분 전류(Im)는 서로 역위상이 된다. 즉, 전계성분 전류(Ie)는 도체(31)의 방향에 따라 변화하나, 자계성분 전류(Im)는 도체(31)의 방향에 의존하지 않는다. 본 발명은 이것을 이용하여 서로 출력방향이 다른 복수의 출력전류에 의거하여, 전계성분 전류와 자계성분 전류를 산출함으로써 도체(31)가 위치하는 측정 좌표에서의 전계강도 및 자계강도를 산출한다.

이하 그 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4에서 도체(31)의 양쪽 끝으로부터 출력되는 출력전류(O1 및 O2)는, 각각 수학식 (1) 및 (2)로 나타낸다.

여기서 α 및 β는 계수이다. 따라서 수학식 (3) 및 (4)와 같이, 양쪽 끝의 출력전류(O1 및 O2)의 합과 차를 취함으로써 도체(31)에 흐르는 전계성분 전류 (Ie) 및 자계성분 전류(Im)를 산출할 수 있다.

이 미소 도체(31)를 프로브로서 이용함으로써 도체(31)가 위치하는 측정 좌표에서의 전자계 강도를 측정할 수 있다.

또, 소정 좌표에서의 전계강도 또는 자계강도의 진폭확률을 산출할 때에는 다음의 수학식 (5)를 이용하여 산출한다.

여기서, D(E_k)는 진폭확률, T_o는 도 5에 나타내는 바와 같이 측정대상 좌표에서의 측정시간이고, T_i(i= 1∼n, n은 자연수)는 측정한 강도가 소정의 문턱값(E_k)을 연속하여 넘고 있던 시간이다. 따라서 수학식 (5)에 의하여 측정시간(T_o) 내에서 측정한 강도가 문턱값(E_k)을 넘어 있던 총시간(T_l+ … + T_n)의 비율이 문턱값(E_k)일 때의 진폭확률 D(E_k)로서 산출된다.

상기한 바와 같이 산출한 진폭확률D(E_k)에 의하여 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이 전계 또는 자계의 측정강도가 소정의 문턱값(예를 들면 -50 dBm)을 넘는 진폭확률 D(E_k)의 분포를 전자계 분포로서 맵핑 표시하기도 하고, 또는 도 7에 나타내는 바와 같이 측정한 진폭확률 D(E_k)이 소정의 값(예를 들면 10^-4)을 넘는 전계 또는 자계의 측정강도의 분포를 전자계 분포로서 맵핑 표시할 수 있다.

도 6은 측정면 내에서, 전계 또는 자계의 측정강도가 -50 dBm을 넘는 진폭확률 D(E_k)이 10^-4∼10^-3이 되는 영역과, 10^-3∼10^-2가 되는 영역, 10^-2∼10^-1이 되는 영역, 10^-1∼1이 되는 영역을 나타내고 있다. 또 도 7은 측정면 내에서 진폭확률 D(E_k)이 10^-4를 넘는 출력레벨이,-55 dBm∼-50 dBm이 되는 영역과, -50 dBm∼-45 dBm이 되는 영역, -45 dBm∼-40 dBm이 되는 영역, -40 dBm∼-35 dBm이 되는 영역, -35 dBm∼-30 dBm이 되는 영역, -30 dBm∼-25 dBm이 되는 영역, -25 dBm∼-20 dBm이 되는 영역, -20 dBm∼-15 dBm이 되는 영역을 나타내고 있다.

이것에 의하여 전계 또는 자계의 측정강도가 변동하는 근방 전자계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에 있어서 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 전계 또는 자계의 강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적 변화를 포함하는 측정면 내의 전자계 분포를 산출하기 때문에, 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포가 측정 가능하게 된다.

예를 들면 기종이 다른 2종류의 휴대전화의 스펙트럼을 측정하면 도 8 및 도 9와 같은 측정결과가 얻어졌다. 도 8은 제 1 휴대전화의 스펙트럼 특성이고, 도 9는 제 2 휴대전화의 스펙트럼 특성이며, 각각 가로축이 주파수를 나타내고, 세로축이 출력을 나타낸다. 이들 스펙트럼 특성을 비교하여도 양쪽의 차이를 명확하게 얻을 수는 없다. 그러나 이들 2개의 휴대전화로부터 출력되는 전자계 강도의 진폭확률 분포를 구하면, 도 10에 나타내는 바와 같이 그 차이를 명확하게 파악할 수 있다. 도 10에서 A1은 제 1 휴대전화의 진폭확률 분포(APD : Amplitude Probability Distribution)이며, A2는 제 2 휴대전화의 진폭확률 분포 이고, 가로축이 출력을 나타내며, 세로축이 진폭확률을 나타낸다. 도 10에서「1E + 00」이란, 확률 1/1E + 00, 즉 스펙트럼의 펄스수에서 1회중 1회라는 의미이다. 또「1E-07」이란, 확률 1/1E + 07, 즉 1E + 07(10⁷)회 중 1회라는 의미이다. 또도 10은 소정의 일정시간 내의 상기 주파수 대역 내에서 스펙트럼이 문턱값이 되는 소정의 강도를 넘는 확률분포를 나타내고 있다. 예를 들면 제 2 휴대전화로 -60 dBm 이상의 출력값을 낼 확률은 1/1E - 05(1E + 05회 중에 1회)라는 것이 된다.

또한, 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도, 전계 또는 자계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전자계 분포를 측정하고 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 전자계 강도의 진폭확률 분포를 전자계 분포로하여 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있도록 하였으나, 각 측정 좌표마다 측정시간(T_o) 내의 전자계 강도의 평균값을 산출하여, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표에서의 분포를 전자계 분포로 하여도 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면을 측정면으로 하였으나, 피측정물(1)을 둘러싸는 면, 예를 들면 피측정물(1)을 둘러싸는 직육면체의 6개의 면을 측정면으로 하여 전자계 분포를 측정하고, 그 측정 결과를 맵핑 표시하도록 하여도 좋다.

또, 도 11에 나타내는 바와 같이 전자장치(50)를 구성하는 복수의 회로블럭(51∼57) 중의 노이즈를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여 도 12에 나타내는 바와 같이 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역(61)으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시켜, 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 이와 같이 IC나 복합모듈부품 등의 전자부품 단체를 피측정물(1)로 하여 상기한 전자계 분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전자계 분포 데이터를 기억 또는 기록한 정보기록매체를 피측정물(1)의 전자부품과 함께 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 되는 전자파가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있고, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시켜, 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

또, 상기한 컴퓨터 프로그램을 기록한 정보기록매체를 작성함으로써 범용의 컴퓨터장치를 이용하여 상기한 전자계 분포 측정장치를 용이하게 구성할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다.

도 13은 제 2 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 상기한 제 1 실시형태와 동일 구성부분은 동일부호를 가지고 나타낸다. 상기한 제 1 실시형태와 제 2 실시형태와의 상위점은, 본 제 2 실시형태에서는 피 측정물(1)로부터 방사되는 전계의 분포를 피측정물(1)의 근방에서 측정하는 전자계 분포 측정장치(100)를 구성한 것이다.

전자계 분포 측정장치(100)는, 주사용 전계 센서(프로브)(101)와, 센서 주사장치(4), 믹서(5), A/D 컨버터(7), 발진기(9), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는, 전계 정보기억부(103), 주사장치 제어부(14), 전계분포 정보산출부(105), 전계 분포 표시부(106), 전자계 분포 데이터 기록부(17)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(100)는, 피측정물(1)의 근방 전계의 강도분포를 측정하는 것으로, 강도 분포의 측정 중은, 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하여, 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 소정의 주파수 채널의 전자파가 형성하는 전계의 강도 분포를 전자계 분포 측정장치(100)에 의하여 측정한다. 또한 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

주사용 전계센서(101)는 도 14에 나타내는 바와 같이 모노폴 안테나(111)를 가지고, 이 모노폴 안테나(111)는 시일드를 구비하고 있지 않은 직선형상의 도체이다. 모노폴 안테나(111)는, 동축 케이블(112)의 한쪽 끝측의 중심도체에 접속되고, 동축 케이블(112)의 다른쪽 끝측에는 접속 커넥터(113)가 설치되어 있다.

접속 커넥터(113)는, 동축 케이블(도시 생략)을 거쳐 믹서(5)에 접속되어 있다. 여기서 모노폴 안테나(111)와 믹서(5)의 특성 임피던스는 일치하고 있다. 본 실시형태에서의 전계센서(101)는, 외부 도체가 구리, 유전체가 불소수지로 구성되 고, 특성 임피던스가 50Ω, 직경 약 1 mm의 동축 케이블을 가공함으로써 형성되어 있다.

또, 믹서(5)에는 발진기(9)로 생성된 주파수 변환용 기준신호가 입력되고, 믹서(5)의 출력단자는 A/D 컨버터(7)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에, 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 전계 정보기억부(103)에 입력된다.

전계 정보기억부(103)는, 주사장치 제어부(14)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도를 입력하여, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계의 강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 전계 정보기억부(103)에 기억된다.

주사장치 제어부(14)는, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 모노폴 안테나(101)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어한다.

전계분포 정보산출부(105)는, 전계 정보기억부(103)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 전계강도에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률 D(E_k)을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률 D(E_k)의 분포를 전계분포로서 기억한다. 또한 진폭확률 D(E_k)의 산출방법은 상기한 제 1 실시형태와 동일하다. 또 여기서 산출되는 전계분포는 각 측정 좌표마다 가로축을 시 간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다.

전계 분포 표시부(106)는, 전계 분포 정보산출부(105)에 기억되어 있는 전계분포를 맵핑 표시한다.

전자계 분포 데이터 기록부(17)는, 전계 분포 정보산출부(105)에 기억되어 있는 전계분포 정보의 데이터를, 컴팩트 디스크(CD)나 DVD 또는 플렉시블 자기디스크 등의 휴대를 용이하게 행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 정보기록매체에 기록한다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포장치의 동작을 도 15에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 도 15는 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면 주사장치 제어부(14)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서 전계센서(101)의 주사를 행하고, 전계센서(101)의 위치하는 좌표정보를 취득하여 전계 정보기억부(103)에 기억함과(SB1) 함께 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도를 입력하여, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 전계 정보기억부(103)에 기억한다(SB2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 전계 정보기억부(103)에 기억된다.

다음에 전계 분포 정보산출부(105)가, 전계 정보기억부(103)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 전계강도에 대하여 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SB3).

이어서 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료하였는지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SB4), 종료하고 있지 않을 때는 상기 SB1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 전계 분포 정보산출부(105)에 기억되어 있는 전계분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SB5). 이후 전계 분포 표시부(106)가, 이 파일을 판독하여(SB6), 전계 분포 표시부(106)에 의하여 측정결과의 전계분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(17)에 의하여 측정결과의 전계분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SB7). 또한 측정결과의 전계분포를 표시할 때에는 상기 진폭확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다. 또 진폭확률을 지정하여, 지정한 진폭확률에 해당하는 전계강도의 분포를 표시시키는 것도 가능하다.

이에 의하여 전계강도가 변동하는 근방 전계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에 있어서 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 전계강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적변화를 포함하는 측정면 내의 전계분포를 산출하기 때문에, 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전계분포가 측정 가능해진다.

또한 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경 우에서도 전계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전계분포를 측정하고 있기 때문에, 전계분포의 맵핑과 수신감도와의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 전계강도의 진폭확률 분포를 전계분포로 하여 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있도록 하였으나, 각 측정 좌표마다 측정시간(T_o) 내의 전계강도의 평균값을 산출하고, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표에서의 분포를 전계분포로 하여도 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면을 측정면으로 하였으나, 피측정물(1)을 둘러싸는 면, 예를 들면 피측정물(1)을 둘러싸는 직육면체의 6개의 면을 측정면으로 하여 전자계 분포를 측정하고, 그 측정결과를 맵핑 표시하도록 하여도 좋다.

또, 상기한 바와 같이 전자장치를 구성하는 복수의 회로블럭 중의 노이즈 를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여, 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시키고, 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시키고, 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

이와 같이 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품 단체를 피측정물(1)로 하여 상기한 전자계 분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전자계 분포 데이터를 기억한 정보기록매체를 피측정물(1)의 전자부품과 함께 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 되는 전자파가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있고, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다.

다음에 본 발명의 제 3 실시형태를 설명한다.

도 16은 제 3 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 상기한 제 1 실시형태와 동일 구성부분은 동일부호를 가지고 나타낸다. 상기한 제 1 실시형태와 제 3 실시형태의 상위점은, 본 제 3 실시형태에서는 피측정물(1)로부터 방사되는 자계의 분포를 피측정물(1)의 근방에서 측정하는 전자계 분포 측정장치(200)를 구성한 것이다.

전자계 분포 측정장치(200)는, 주사용 자계센서(프로브)(201)와, 센서주사장치(4), 믹서(5), A/D 컨버터(7), 발진기(9), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는 자계 정보기억부(203)와, 주사장치 제어부(14), 자계 분포 정보산출부(205), 자계 분포 표시부(206), 전자계 분포 데이터 기록부(17)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(200)는, 피측정물(1)의 근방 자계의 강도분포를 측 정하는 것으로, 강도분포의 측정 중은, 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하여 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 소정의 주파수 채널의 전자파가 형성하는 자계의 강도분포를 전자계 분포 측정장치(200)에 의하여 측정한다. 또한 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

주사용 자계센서(201)는, 시일디드 루프구조로 되어 있다. 본 실시형태에서는 도 17에 나타내는 바와 같이 다층 프린트 배선판에 의하여 시일디드 루프구조를 실현하고 있다. 구체적으로는 제 1 층(221) 및 제 3 층(223)에 시일드용 패턴(224, 225)을 설치함과 동시에, 제 2 층(222)에 심선에 상당하는 패턴(226)을 설치하고 있다. 각 패턴(224∼226) 사이의 접속은 스루홀(227)에 의하여 실현하고 있다. 또 각 패턴의 224∼226은 배선판의 끝부에 설치한 접속 커넥터(228)에 각각 접속하고 있다. 이와 같은 구조에 의하여 도 18에 나타내는 바와 같은 일반적인 시일디드 루프 안테나와 마찬가지로 자기센서로서 기능한다. 또한 본 실시형태에서는 다층 프린트 배선판을 이용한 센서를 사용하였으나, 도 18에 나타내는 바와 같은 일반적인 시일디드 루프 안테나(202)이어도 본 발명은 실시할 수 있다. 그러나 다층 프린트 배선판을 이용한 센서에서는 소형화가 용이한 것 및 피측정물에의 접근이 용이하기 때문에 분해능의 향상을 기대할 수 있는 점에서, 일반적인 시일디드 루프 안테나(202)보다 적합하다.

접속 커넥터(228)는, 동축 케이블(도시 생략)을 거쳐 믹서(5)에 접속되어 있다. 여기서 자계센서(201)와 믹서(5)의 특성 임피던스는 일치하고 있다.

또, 믹서(5)에는 발진기(9)로 생성된 주파수 변환용 기준신호가 입력되고, 믹서(5)의 출력단자는 A/D 컨버터(7)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에, 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 자계 정보기억부(203)에 입력된다.

자계 정보기억부(203)는, 주사장치 제어부(14)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 자계의 강도를 입력하여, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 자계의 강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 자계 정보기억부(203)에 기억된다.

주사장치 제어부(14)는, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 자계 센서(201)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어한다.

자계분포 정보산출부(205)는, 자계 정보기억부(203)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 자계강도에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률 D(E_k)을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률 D(E_k)의 분포를 자계분포로서 기억한다. 또 진폭확률 D(E_k)의 산출방법은 상기한 제 1 실시형태와 동일하다. 또한 여기서 산출되는 자계분포는, 각 측정 좌표마다 가로축을 시간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다.

자계분포 표시부(206)는 자계분포 정보산출부(205)에 기억되어 있는 자계분 포를 맵핑 표시한다.

전자계 분포 데이터 기록부(17)는, 자계분포 정보산출부(205)에 기억되어 있는 전자계 분포정보의 데이터를, 컴팩트 디스크(CD)나 DVD 또는 플렉시블 자기 디스크 등의 휴대를 용이하게 행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 정보기록매체에 기록한다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포장치의 동작을 도 19에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 도 19는 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면 주사장치 제어부(14)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서 자계센서(201)의 주사를 행하고, 자계센서(201)가 위치하는 좌표정보를 취득하여 자계 정보기억부(203)에 기억함(SC1)과 동시에, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 자계의 강도를 입력하여, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 자계 정보기억부(203)에 기억한다(SC2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 자계강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 자계 정보기억부(203)에 기억된다.

다음에 자계분포 정보산출부(205)가, 자계 정보기억부(203)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 자계강도에 대하여 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하여 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SC3).

이어서 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료하였는지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SC4), 종료하고 있지 않을 때는 상기 SC1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 자계분포 정보산출부(205)에 기억되어 있는 자계분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SC5). 이후, 자계분포 표시부(206)가, 이 파일을 판독하여(SC6), 자계분포 표시부(206)에 의하여 측정결과의 자계분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(17)에 의하여 측정결과의 자계분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SC7). 또한 측정결과의 자계분포를 표시할 때에는, 상기 진폭확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다. 또 진폭확률을 지정하여 지정한 진폭확률에 해당하는 자계강도의 분포를 표시시키는 것도 가능하다.

이에 의하여 자계 강도가 변동하는 근방 자계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에 있어서 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 자계 강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적변화를 포함하는 측정면 내의 자계분포를 산출하기 때문에, 시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 자계분포가 측정 가능해진다.

또한 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에 있어서도 자계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 자계분포를 측정하고 있기 때문에, 자계분포의 맵핑과 수신감도와의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 자계강도의 진폭확률 분포를 자계분포로 하여 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있도록 하였으나, 각 측정 좌표마다 측정시간(T_o) 내의 자계강도의 평균값을 산출하여, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표에서의 분포를 자계분포로 하여도 시간적 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면을 측정면으로 하였으나, 피측정물(1)을 둘러싸는 면, 예를 들면 피측정물(1)을 둘러싸는 직육면체의 6개의 면을 측정면으로 하여 전자계 분포를 측정하고, 그 측정결과를 맵핑 표시하도록 하여도 좋다.

또, 상기한 바와 같이 전자장치를 구성하는 복수의 회로 블럭 중의 노이즈 를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여, 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시키고, 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시켜, 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

이와 같이 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품 단체를 피측정물(1)로 하여 상기한 전자계 분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전자계 분포 데이터를 기억 또는 기록한 정보기록매체를 피측정물(1)의 전자부품과 함께 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 되는 전자파가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있고, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다.

다음에 본 발명의 제 4 실시형태를 설명한다.

도 20은 제 4 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 상기한 제 1 실시형태와 동일 구성부분은 동일부호를 가지고 나타낸다. 상기한 제 1 실시형태와 제 4 실시형태와의 상위점은, 제 4 실시형태에서는 피측정물(1)로부터 방사되는 전자계의 분포를 피측정물(1)의 근방의 복수의 측정 좌표로 측정할 때에, 각 측정 좌표에서 복수의 주파수 채널을 주사하여 각 주파수 채널에서의 전자계 강도의 변화를 측정하고, 주파수의 변화에 대응한 전자계 강도의 변화를 측정하는 전자계 분포 측정장치(300)를 구성한 것이다.

전자계 분포 측정장치(300)는, 주사용 전자계 센서(프로브)(3)와, 센서 주사장치(4), 믹서(5, 6), 아날로그/디지털(이하, A/D라 부른다) 컨버터(7, 8), 발진기(309), 분파기(10), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는 신호시간 파형 연산부(312)와, 전자계 정보기억부(313), 주사장치 제어부(314), 전자계 분포 정보산출부(315), 전자계 분포 표시부(316), 전자계 분포 데이터 기록부(317)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(300)는, 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면에서의 근방 전자계의 강도 분포를 측정하는 것이다. 강도 분포의 측정 중은, 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하고, 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 복수의 주파수 채널의 각각에서의 전자파가 형성하는 전자계의 강도분포를 전자계 분포 측정장치(300)에 의하여 측정한다. 또한 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

각 믹서(5, 6)에는 분파기(10)를 거쳐 발진기(309)로 생성된 주파수 변환용 기준 신호가 입력되고, 믹서(5, 6)의 출력단자는 A/D 컨버터(7, 8)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7, 8)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에, 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7, 8)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 신호시간 파형 연산부(312)에 입력된다. 여기서 발진기(309)의 발진주파수는 주사장치 제어부(314)에 의하여 제어되고, 이것에 의하여 각 측정 좌표마다 복수의 주파수 채널에서의 전자계 분포의 측정을 행할 수 있도록 되어 있다.

신호시간 파형 연산부(312) 및 전자계 정보기억부(313)는, 주사장치 제어부(314)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 복수의 주파수 채널의 각각에서의 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향을 산출하여, 그 산출결과를 각 측정 좌표에 대응시켜 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적 인 변화를 포함하여 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널마다 전자계 정보기억부(313)에 기억된다.

주사장치 제어부(314)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 루프 안테나(31)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어함과 동시에, 각 측정 좌표에서 소정시간(T_o) 마다 발진기(309)의 발진주파수를 변화시켜 상기한 복수의 주파수 채널의 각각에서의 측정을 행할 수 있도록 한다.

전자계 분포 정보산출부(315)는, 전자계 정보기억부(313)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여, 각 측정 좌표마다 복수의 주파수 채널의 각각에서의 전계강도와 자계강도의 각각에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에서 모든 주파수 채널에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다. 또한 여기서 산출되는 전자계 분포는, 각 측정 좌표의 각 주파수 채널마다 가로축을 시간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있음과 동시에, 이것에 더하여 각 측정 좌표마다 도 21 및 도 22에 나타내는 바와 같이 가로축을 주파수 채널(주파수)로 하고, 세로축을 레벨 또는 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다. 도 21은 소정 측정 좌표에서의 전자계 분포를 가로축을 주파수 채널(주파수)로 하고, 세로축을 등확률의 레벨의 값으로 한 그래프로 표시한 것이고, 도 22는 소정 측정 좌표에서의 전자계 분포를 가로축을 주파수 채널(주파수)로 하고, 세로축을 등레벨의 진폭확률의 값으로 한 그래프로 표시한 것이다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포장치의 동작을 도 23에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 이 도 23은 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면 주사장치 제어부(314)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서 전자계 센서(3)의 주사를 행하고, 전자계 센서(3)가 위치하는 좌표정보를 취득하여 전자계 정보기억부(313)에 기억함(SDl)과 함께 신호시간 파형 연산부(312)에 의하여 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향을 산출하여, 그 산출결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 전자계 정보기억부(313)에 기억한다(SD2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계의 강도와 방향 및 자계의 강도와 방향의 측정결과가, 측정한 각 측정좌표마다 및 각 주파수 채널마다 전자계 정보기억부(313)에 기억된다.

다음에 전자계 분포 정보산출부(315)가, 전자계 정보기억부(313)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여, 각 측정 좌표마다 각 주파수 채널의 전계강도와 자계강도의 각각에 대하여, 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에서의 복수의 주파수 채널(복수의 주파수)에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SD3). 또한 본 실시형태에서는 전자계 분포로서 전계강도와 자계강도의 각각에 관한 진폭확률의 분포를 기억하고 있고, 측정결과를 표시할 때에는 어느 하나를 선택하여 표시 가능하게 하 고 있다.

이어서 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료하였는지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표 및 모든 측정대상이 되는 주파수 채널에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SD4), 종료하고 있지 않을 때는 상기 SD1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 전자계 분포 정보산출부(315)에 기억되어 있는 전자계 분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SD5). 이후 전자계 분포 표시부(316)가 이 파일을 판독하여(SD6), 전자계 분포 표시부(316)에 의하여 측정결과의 전자계 분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(317)에 의하여 측정결과의 전자계 분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SD7). 또한 측정결과의 전자계 분포를 표시할 때에는, 주파수 채널 및 상기 진폭확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다. 또 진폭확률을 지정하여, 지정한 진폭확률에 해당하는 전자계 강도의 분포를 표시시키는 것도 가능하다.

이에 의하여 전자계 강도가 변동하는 근방 전계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에서 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널에서의 전계강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표의 각 주파수 채널에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적 변화를 포함하는 측정면 내의 전계분포를 산출하기 때문에, 시간변동 및 주파수변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포가 측정 가능해진다.

또한 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 전자계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동 및 주파수변동도 고려하여 전자계 분포를 측정하고 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 전자계 강도의 진폭확률 분포를 전자계 분포로하여 시간적 변화 및 주파수변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있도록 하였으나, 각 측정좌표마다 및 각 주파수 채널마다 측정시간(T_o) 내의 전자계 강도의 평균값을 산출하고, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표 및 전주파수 채널에서의 분포를 전계분포로 하여도 시간적 변화 및 주파수 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 전자장치를 구성하는 복수의 회로블럭 중의 노이즈 를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여, 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시키고, 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시 키고, 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

이와 같이 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품 단체를 피측정물(1)로 하여 상기의 전자계 분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전자계 분포 데이터를 기억 또는 기록한 정보기록매체를 피측정물(1)의 전자부품과 함께 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 되는 전자파가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있고, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다.

다음에 본 발명의 제 5 실시형태를 설명한다.

도 24는 제 5 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 상기한 제 1 및 제 2 실시형태와 동일 구성부분은 동일부호를 가지고 나타낸다. 상기한 제 1 및 제 2 실시형태와 제 5 실시형태와의 상위점은, 제 5 실시형태에서는 피측정물(1)로부터 방사되는 전계의 분포를 피측정물(1)의 근방의 복수의 측정 좌표로 측정할 때에, 각 측정 좌표에서 복수의 주파수 채널을 주사하여 각 주파수 채널에서의 전계강도의 변화를 측정하고, 주파수의 변화에 대응한 전계강도의 변화를 측정하는 전자계 분포 측정장치(400)를 구성한 것이다.

전자계 분포 측정장치(400)는, 주사용 전계센서(프로브)(101)와, 센서 주사장치(4), 믹서(5), A/D 컨버터(7), 발진기(409), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는 전계 정보기억부(413), 주사장치 제어부(414), 전계분 포 정보산출부(415), 전계 분포 표시부(416), 전자계 분포 데이터 기록부(417)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(400)는, 피측정물(1)의 근방 전계의 강도분포를 측정하는 것으로, 강도분포의 측정 중은 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하여 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 소정의 주파수 채널의 전자파가 형성하는 전계의 강도 분포를 전자계 분포 측정장치(400)에 의하여 측정한다. 또한 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

주사용 전계 센서(101)는 도 14에 나타낸 것과 동일하다. 또 믹서(5)에는 발진기(409)로 생성된 주파수 변환용 기준 신호가 입력되고, 믹서(5)의 출력단자는 A/D 컨버터(7)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에, 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 전계 정보기억부(413)에 입력된다.

전계 정보기억부(413)는, 주사장치 제어부(414)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 각 주파수 채널의 각각에서의 전계의 강도를 입력하여 그 입력결과를 각 측정 좌표에 대응시켜 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적인 변화 및 주파수의 변화를 포함하여 전계의 강도의 측정결과가 측정한 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널마다 전계 정보기억부(413)에 기억된다.

주사장치 제어부(414)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 모노폴 안테나(101)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어함과 동시에, 각 측정 좌표에서 소정시간(T_o)마다 발진기(409)의 발진주파수를 변화시키고, 상기한 복수의 주파수 채널의 각각에서의 측정을 행할 수 있게 한다.

전계분포 정보산출부(415)는 전계 정보기억부(413)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 복수의 주파수 채널의 각각에서의 전계강도에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률 D(E_k)을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에서 모든 주파수 채널에 걸치는 진폭확률 D(E_k)의 분포를 전계분포로서 기억한다. 또한 진폭확률 D(E_k)의 산출방법은 상기한 제 1 실시형태와 동일하다. 또 여기서 산출되는 전계분포는 각 측정 좌표의 각 주파수 채널마다 가로축을 시간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있음과 동시에, 이것에 더하여 각 측정 좌표마다 도 21 및 도 22에 나타내는 바와 같이 가로축을 주파수 채널(주파수)로 하고, 세로축을 레벨 또는 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다.

전계분포 표시부(416)는 전계분포 정보산출부(415)에 기억되어 있는 전계분포를 맵핑 표시한다.

전자계 분포데이터 기록부(417)는 전계분포 정보산출부(415)에 기억되어 있는 전계 분포정보의 데이터를, 컴팩트 디스크(CD)나 DVD 또는 플렉시블 자기디스크 등의 휴대를 용이하게 행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 정보기록매체에 기록한다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포장치의 동작을 도 25에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 도 25는 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면 주사장치 제어부(414)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서 전계센서(101)의 주사를 행하고, 전계센서(101)가 위치하는 좌표정보를 취득하여 전계 정보기억부(413)에 기억함(SE1)과 동시에 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 전계의 강도를 입력하고, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 전계 정보기억부(413)에 기억한다(SE2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 전계 강도의 측정결과가 측정한 각 측정 좌표마다 및 각 주파수 채널마다 전계 정보기억부(413)에 기억된다.

다음에 전계 분포 정보산출부(415)가 전계 정보기억부(413)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 각 주파수 채널의 전계 강도에 대하여 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에서의 복수의 주파수 채널(복수의 주파수)에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SE3).

이어서 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료하였는지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SE4), 종료하고 있지 않을 때는 상기 SE1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 전계 분포 정보산출부 (105)에 기억되어 있는 전계분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SE5). 이후 전계분포 표시부(416)가 이 파일을 판독하여(SE6), 전계분포 표시부(416)에 의하여 측정결과의 전계분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(417)에 의하여 측정결과의 전계분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SE7). 또한 측정결과의 전계분포를 표시할 때에는, 주파수 채널 및 상기 진폭 확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다. 또 진폭 확률을 지정하여 지정한 진폭 확률에 해당하는 전계강도의 분포를 표시시키는 것도 가능하다.

이에 의하여 전계강도가 변동하는 근방 전계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에서 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널에서의 전계강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표의 각 주파수 채널에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적 변화를 포함하는 측정면내의 전계 분포를 산출하기 때문에, 시간변동 및 주파수변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전계분포가 측정 가능하게 된다.

또한, 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 전계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동 및 주파수변동도 고려하여 전계분포를 측정하고 있기 때문에, 전계분포의 맵핑과 수신감도의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 전계강도의 진폭확률 분포를 전계분포로 하여 시 간적 변화 및 주파수 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있게 하였으나, 각 측정좌표마다 및 각 주파수 채널마다 측정시간(T_o) 내의 전계강도의 평균값을 산출하고, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표 및 전주파수 채널에서의 분포를 전계분포로 하여도 시간적 변화 및 주파수변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또 상기 실시형태에서는 피측정물(1)의 상면으로부터 소정거리의 가상 평면을 측정면으로 하였으나, 피측정물(1)을 둘러싸는 면, 예를 들면 피측정물(1)을 둘러싸는 직육면체의 6개의 면을 측정면으로 하여 전자계 분포를 측정하고 그 측정결과를 맵핑표시하도록 하여도 좋다.

또 상기한 바와 같이 전자장치를 구성하는 복수의 회로블럭 중의 노이즈 를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시켜 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시키고, 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

다음에 본 발명의 제 6 실시형태를 설명한다.

도 26은 제 6 실시형태에서의 전자계 분포 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 상기한 제 1 및 제 3 실시형태와 동일 구성부분은 동일부호를 나타낸다. 상기한 제 1 및 제 3 실시형태와 제 6 실시형태의 상위점은, 제 6 실시형태에서는 피측정물(1)로부터 방사되는 자계의 분포를 피측정물(1)의 근방의 복수의 측정 좌표로 측정할 때에, 각 측정 좌표에서 복수의 주파수 채널을 주사하여 각 주파수 채널에서의 자계강도의 변화를 측정하고, 주파수의 변화에 대응한 자계강도의 변화를 측정하는 전자계 분포 측정장치(500)를 구성한 것이다.

전자계 분포 측정장치(500)는, 주사용 자계센서(프로브)(201)와, 센서 주사장치(4), 믹서(5), A/D 컨버터(7), 발진기(509), 컴퓨터장치(11)로 구성되어 있다.

또, 컴퓨터장치(11)는 자계 정보기억부(513)와, 주사장치 제어부(514), 전계분포 정보산출부(515), 자계 분포 표시부(516), 전자계 분포 데이터 기록부(517)를 구비하고 있다.

이 전자계 분포 측정장치(500)는, 피측정물(1)의 근방 자계의 강도분포를 측정하는 것이고, 강도 분포의 측정 중은 피측정물(1)은 동작상태로 하게 하여 피측정물(1)의 동작 중에 방사되는 소정의 주파수 채널의 전자파가 형성하는 자계의 강도 분포를 전자계 분포 측정장치(500)에 의하여 측정한다. 또한 본 실시형태에서는 상기 주파수 채널이란 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말한다.

주사용 자계 센서(201)는, 도 17 또는 도 18에 나타낸 것과 동일하다. 또믹서(5)에는 발진기(509)로 생성된 주파수 변환용 기준 신호가 입력되고, 믹서(5)의 출력단자는 A/D 컨버터(7)에 접속되어 있다. 이에 의하여 A/D 컨버터(7)의 입력신호가 다운 컨버트됨과 동시에 입력신호는 디지털 데이터로 변환되고, A/D 컨버터(7)에 의하여 변환된 데이터는 컴퓨터장치(11)의 자계 정보 기억부(513)에 입력된다.

자계 정보기억부(513)는 주사장치 제어부(514)의 제어신호에 의거하여 동작하고, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 각 주파수 채널의 각각에서의 자계의 강도를 입력하고, 그 입력결과를 각 측정 좌표에 대응시켜 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)씩 기억한다. 이에 의하여 시간적인 변화 및 주파수의 변화를 포함하여 자계의 강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널마다 자계 정보기억부(513)에 기억된다.

주사장치 제어부(514)는, 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면을 모노폴 안테나(201)가 주사하도록 센서 주사장치(4)의 구동을 제어함과 동시에 각 측정 좌표에서 소정시간(T_o)마다 발진기(509)의 발진주파수를 변화시키고, 상기한 복수의 주파수 채널의 각각에서의 측정을 행할 수 있게 한다.

자계 분포 정보산출부(515)는, 자계 정보기억부(513)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여 각 측정 좌표마다 자계강도에 대하여 소정의 문턱값을 이용한 진폭확률 D(E_k)을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에 걸치는 진폭확률 D(E_k)의 분포를 자계분포로서 기억한다. 또한 진폭확률 D(Ek)의 산출방법은 상기한 제 1 실시형태와 동일하다. 또 여기서 산출되는 자계분포는 각 측정 좌표의 각 주파수 채널마다 가로축을 시간으로 하고, 세로축을 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있음과 동시에, 이것에 더하여 각 측정 좌표마다 도 21 및 도 22에 나타낸 바와 같이 가로축을 주파수 채널(주파수)로 하고, 세로축을 레벨 또는 진폭확률의 값으로 한 데이터로 나타내고 있다.

자계분포 표시부(516)는, 자계분포 정보산출부(515)에 기억되어 있는 자계분포를 맵핑 표시한다.

전자계 분포 데이터 기록부(517)는, 자계분포 정보산출부(515)에 기억되어 있는 자계분포 정보의 데이터를, 컴팩트 디스크(CD)나 DVD 또는 플렉시블 자기디스크 등의 휴대를 용이하게 행할 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 정보기록매체에 기록한다.

다음에 본 실시형태의 전자계 분포장치의 동작을 도 27에 나타내는 플로우차트를 참조하여 설명한다. 도 27은 컴퓨터장치(11)의 프로그램처리를 설명하는 플로우차트이다.

측정이 시작되면, 주사장치 제어부(514)는 피측정물(1)의 근방에 설정된 소 정의 측정면 내에서 자계센서(201)의 주사를 행하고, 자계센서(201)가 위치하는 좌표정보를 취득하여 자계정보 기억부(513)에 기억함(SF1)과 함께 피측정물(1)의 근방에 설정된 소정의 측정면 내에서의 측정대상이 되는 각 측정 좌표마다 자계의 강도를 입력하여, 그 입력결과를 각 측정 좌표마다 소정시간(T_o)씩 자계 정보기억부(513)에 기억한다(SF2). 이에 의하여 시간적인 변화를 포함하여 자계강도의 측정결과가, 측정한 각 측정 좌표마다 및 각 주파수 채널마다 자계 정보기억부(513)에 기억된다.

다음에 자계분포 정보산출부(515)가, 자계 정보기억부(513)에 기억되어 있는 측정결과에 의거하여, 각 측정 좌표마다 각 주파수 채널의 자계강도에 대하여 소정의 측정대상이 되는 하나 이상의 문턱값을 이용한 진폭확률을 산출하고, 문턱값마다 모든 측정 좌표에서의 복수의 주파수 채널(복수의 주파수)에 걸치는 진폭확률의 분포를 전자계 분포로서 기억한다(SF3).

이어서 컴퓨터장치(11)는 주사범위가 종료하였는지의 여부, 즉 모든 측정대상이 되는 좌표에서의 측정이 종료하였는지의 여부를 판정하여(SF4), 종료하고 있지 않을 때는 상기 SF1의 처리로 이행하고, 종료하였을 때는 자계분포 정보산출부(205)에 기억되어 있는 자계분포의 측정결과의 정보를 파일에 기록한다(SF5). 이후 자계분포 표시부(516)가, 이 파일을 판독하여(SF6), 자계분포 표시부(516)에 의하여 측정결과의 자계분포를 표시함과 동시에, 전자계 분포 데이터 기록부(517)에 의하여 측정결과의 자계분포 데이터를 정보기록매체에 기록한다(SF7). 또한 측정결 과의 자계분포를 표시할 때에는, 주파수 채널 및 상기 진폭확률의 문턱값을 지정하여 표시하는 것이 가능하다. 또 진폭확률을 지정하여, 지정한 진폭확률에 해당하는 자계강도의 분포를 표시시키는 것도 가능하다.

이에 의하여 자계강도가 변동하는 근방 자계의 측정의 경우, 피측정물(1)의 근방 공간에서의 소정의 측정면 내의 복수의 측정 좌표의 각각에서 각 주파수 채널마다 소정시간(T_o)의 신호를 검출하고, 각 측정 좌표에서의 각 주파수 채널에서의 자계강도를 소정시간(T_o)에 걸쳐 산출하고, 산출한 강도에 의거하여 각 측정 좌표의 각 주파수 채널에서의 소정시간(T_o) 내의 시간적 변화를 포함하는 측정면 내의 자계분포를 산출하기 때문에, 시간변동 및 주파수변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 자계분포가 측정 가능하게 된다.

또한 본 실시형태는 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 자계의 측정강도의 인자만이 아니라 시간변동 및 주파수변동도 고려하여 자계분포를 측정하고 있기 때문에, 자계분포의 맵핑과 수신감도의 관계를 명확하게 할 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 자계강도의 진폭확률 분포를 자계분포로 하여 시간적 변화 및 주파수 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있게 하였으나, 각 측정좌표마다 및 각 주파수 채널마다 측정시간(T_o) 내의 자계강도의 평균값을 산출하고, 이 평균값을 이용하여 전측정 좌표 및 전주파수 채널에서의 분포를 자계분포로 하여도 시간적 변화 및 주파수 변화를 고려한 분포상태를 파악할 수 있다.

또, 상기한 바와 같이 전자장치를 구성하는 복수의 회로블럭 중의 노이즈 를 발생할 가능성이 있는 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품의 각각에 대하여, 전자부품 단체에서의 전자계 분포 데이터를 취득하여 매트릭스형상의 복수의 영역으로 분할하여 맵핑한 데이터를 정보기록매체에 기억 또는 기록시키고, 이 정보기억매체를 피측정물의 전자부품에 첨부하여 사용자에게 제공하여도 좋다. 또한 주지의 불휘발성 메모리를 구비한 RF 태그에 상기한 전자부품의 전자계 분포 데이터를 기억시키고 이것을 전자부품에 첨부, 장착, 매설하는 등으로 하여도 좋다.

이와 같이 IC나 복합 모듈부품 등의 전자부품 단체를 피측정물(1)로 하여 상기한 전자계 분포의 측정을 행하고, 측정결과의 전자계 분포 데이터를 기억 또는 기록한 정보기록매체를 피측정물(1)의 전자부품과 함께 사용자에게 제공함으로써 사용자는 전자부품의 어느 부분에서 가장 노이즈가 되는 전자파가 발생하고 있는 것인지를 알 수 있어, 이것을 고려하여 이 전자부품을 이용한 전자회로 또는 전자장치의 설계를 행할 수 있다.

또한 상기 각 실시형태에서 정보기록매체는 전자 데이터를 기억한 매체에 한 정하지 않고, 종이 등에 기록한 매체이어도 지장이 없다.

또한 상기 각 실시형태에서는 주파수 채널을 소정 주파수를 중심으로 하여 소정의 주파수 대역폭(예를 들면, 상하 0.1 MHz의 대역폭)을 가지는 주파수대를 말하는 것으로서 설명하였으나, 상기 주파수 대역폭에 한정되는 것은 아니다. 또한 각 주파수 채널을 각각 다른 특정한 주파수로 하여도 좋다.

시간변동을 고려하여 또한 노이즈 플로어(열잡음)의 영향을 저감한 전자계 분포의 측정이 가능하게 되어, 디지털 통신기의 수신감도에 미치는 영향을 측정하는 경우에서도 측정신호의 크기의 인자만이 아니라 시간변동도 고려하여 전자계 분포의 측정을 할 수 있기 때문에, 전자계 분포의 맵핑과 수신감도의 관계를 명확하게 할 수 있다.

Claims

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전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방 공간에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도를 검출하는 수단을 구비한 전자계 측정방법에 있어서,

상기 피측정물의 근방 공간에서의 임의의 측정위치에서 복수의 주파수 대역마다 상기 강도를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하는 검출단계와,

상기 검출한 강도의 상기 측정시간 내의 진폭확률을 상기 각 주파수 대역마다 산출하는 분포 산출단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 전자계 분포 측정방법.
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제 4항에 있어서,

상기 복수의 주파수 대역은, 상기 피측정물이 탑재되는 전자기기의 통신채널인 것을 특징으로 하는 전자계 분포 측정방법.
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전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도를 검출하는 수단을 구비하고, 당해 강도로부터 상기 피측정물의 근방에서의 전자계 분포를 측정하는 전자계 분포 측정장치에 있어서,

피측정물의 근방 공간에서의 상기 강도에 대응한 신호를 출력하는 프로브와,

상기 프로브를 임의의 측정 좌표에 주사시키는 주사수단과,

상기 프로브가 위치하는 측정 좌표마다, 상기 신호를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하여 상기 프로브에 의한 측정결과를 기억하는 검출수단과,

상기 검출수단의 측정결과에 의거하여 상기 강도를 상기 측정시간에 걸쳐 산출하는 강도 산출수단과,

상기 강도 산출수단의 산출결과에 의거하여 상기 피측정물의 각 측정 좌표에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 기설정된 진폭확률을 산출하는 분포 산출수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자계 분포 측정장치.
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전자파의 방사원이 되는 피측정물의 근방 공간에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도로부터 상기 피측정물의 근방에서의 전자계 분포를 산출하는 컴퓨터 프로그램이 기억되어 있는 정보기록매체에 있어서,

피측정물의 근방 공간의 임의의 측정 좌표에서의 상기 강도에 대응한 신호를 기설정된 측정시간에 걸쳐 검출하여 기억하는 검출단계와,

상기 검출단계에 의거하여 상기 측정 좌표에서의 상기 강도를 상기 측정시간에 걸쳐 산출하는 강도 산출단계와,

상기 강도 산출단계에 의거하여 상기 피측정물에서의 상기 측정시간 내의 상기 강도의 진폭확률을 포함하는 상기 강도의 분포를 산출하는 분포 산출단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기억되어 있는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
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제 21항에 있어서,

상기 임의의 측정좌표에 대응한 정보와 각각의 측정좌표에서의 상기 강도에 대응한 정보에 의하여, 상기 피측정물에서의 전자계 분포 데이터를 맵핑하는 컴퓨터 프로그램이 기억되어 있는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
전자기기에 탑재되는 피측정물의 근방 공간에서의 전자계 분포를 나타내는 평가 데이터가 기록된 정보기록매체에 있어서,

상기 피측정물의 임의의 측정 좌표에서의 전계와 자계 중 적어도 어느 하나의 강도가, 각 측정 좌표에서의 진폭확률 분포를 나타내는 평가 데이터로서 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
제 26항에 있어서,

상기 피측정물을 매트릭스형상으로 구획한 각 측정 좌표에서의 평가 데이터로서 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
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