WO2007049715A1 - 妨害排除能力試験装置 - Google Patents

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WO2007049715A1
WO2007049715A1 PCT/JP2006/321408 JP2006321408W WO2007049715A1 WO 2007049715 A1 WO2007049715 A1 WO 2007049715A1 JP 2006321408 W JP2006321408 W JP 2006321408W WO 2007049715 A1 WO2007049715 A1 WO 2007049715A1
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waveguide
electromagnetic
electromagnetic horn
horn
test
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PCT/JP2006/321408
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Toshihiro Sugiura
Masamune Takeda
Junichi Takahashi
Original Assignee
Masprodenkoh Kabushikikaisha
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/001Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0821Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning rooms and test sites therefor, e.g. anechoic chambers, open field sites or TEM cells

Definitions

  • the present invention relates to a disturbance rejection capability test device for testing a disturbance rejection capability (also referred to as immunity) of an electronic device.
  • a test equipment to be tested is placed on a turntable standing on one end of an anechoic chamber, and an antenna is installed on an antenna support column standing on the other end. Have And it is comprised so that the electromagnetic waves radiated
  • a test equipment is placed in an anechoic chamber, and electromagnetic waves of horizontal or vertical polarization are output from a nocical antenna or logarithmic periodic antenna fixed in the same anechoic chamber.
  • electromagnetic waves of horizontal or vertical polarization are output from a nocical antenna or logarithmic periodic antenna fixed in the same anechoic chamber.
  • radiated electromagnetic field test method applied to the EUT the TEM waveguide method using a TEM cell, GTEM cell, etc.
  • there is also a method of applying a rotating electromagnetic field to the EUT for example, (See Patent Document 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-55863
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-98211
  • the electric field strength of the test radio wave radiated by the antenna force was set to a relatively low 200VZm, so depending on the usage status of the product to be tested (test equipment) May not be able to conduct a sufficient immutability test o
  • the present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an interference rejection capability test apparatus that can be used with a low-cost, low-output power amplifying apparatus.
  • the invention described in claim 1 made to achieve such an object is used to test the interference rejection capability of the EUT by radiating electromagnetic waves toward the EUT.
  • the radiation antenna includes an electromagnetic horn and a wave guide plate that guides electromagnetic waves radiated from the electromagnetic horn to the EUT.
  • the interference exclusion capability testing apparatus of the present invention includes the waveguide plate that guides the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic horn to the EUT, so that the electromagnetic wave such as the electromagnetic horn force is tested. Efficiently radiates to the equipment, electromagnetic horn force Reduces the loss of electromagnetic waves generated in the radiation path from the electromagnetic horn to the EUT compared to simply radiating electromagnetic waves be able to.
  • the interference exclusion capability testing apparatus of the present invention when a high-frequency signal for transmission is input to an electromagnetic horn, the power amplifying apparatus is reduced so that it is not necessary to use a high-output power amplifying apparatus. By using it as an output, it is possible to reduce the size and cost of the interference rejection capability testing device.
  • one waveguide plate is effective, more preferably, as described in claim 2, a plurality of waveguide plates are connected to the electromagnetic horn force EUT. It is desirable to place it so as to surround a part of
  • the waveguide plate is configured by a waveguide, and the waveguide is an electromagnetic horn. If it is placed between the tester and the EUT, the loss of electromagnetic waves generated in the radiation path from the electromagnetic horn to the EUT can be reduced more effectively, and the above-mentioned effects can be further exerted. can do. In this case, it is desirable that the waveguide be arranged so that its central axis is on the same axis as the radiation axis of the electromagnetic horn.
  • the waveguide plate is constituted by a waveguide, as described in claim 4, if each end face is arranged so as to be in close contact, the radiation is radiated from the radiation antenna. Electromagnetic waves can be efficiently radiated to the EUT, and it is possible to provide an interference rejection capability testing device with little power loss.
  • the electromagnetic horn and the waveguide do not necessarily have to be arranged with their end faces in close contact with each other.
  • the electromagnetic horn and the waveguide are arranged with a space therebetween, the electromagnetic horn and the waveguide are brought into close contact with each other by adjusting the distance, the axial length of the waveguide, and the like. Therefore, if the gap between the electromagnetic horn and the waveguide is set appropriately according to the test conditions, the gap between the electromagnetic horn and the waveguide is increased. Can be arranged.
  • the length of the waveguide in the axial direction is approximately half the distance to the EUT's opening end surface force specified by the test conditions (specifically, the distance of 1Z2 of 0.8).
  • the distance between the electromagnetic horn and the waveguide is approximately equal to the wavelength of the electromagnetic wave (specifically, 0.8 times to 1.2 times the wavelength). Length) is desirable.
  • the interval between the electromagnetic horn and the waveguide is adjusted appropriately.
  • the support member may only be provided with a wheel so that it can move, but more preferably, as described in claim 8, the support member moves on the slide rail. It is good to comprise from the several support stand provided as possible. In other words, in this way, the waveguide can be moved relative to the electromagnetic horn while the central axes of the electromagnetic horn and the waveguide are aligned with each other. Axis misalignment can be prevented.
  • the electromagnetic horn is a rotating hand for rotating about the radiation axis of the electromagnetic horn.
  • a step may be provided. In other words, in this way, the polarization plane of the electromagnetic wave radiated to the EUT can be set at an arbitrary angle.
  • the electromagnetic horn radiates electromagnetic waves in front of its opening surface force, but part of the electromagnetic waves radiated from the electromagnetic horn head wraps backward from the opening surface of the electromagnetic horn. Sometimes. For this reason, as described in claim 10, if a reflection plate is provided around the electromagnetic horn to reflect the electromagnetic wave that circulates backward from the opening surface thereof and guides it to the EUT, the electromagnetic horn force, etc. Electromagnetic waves can be radiated to the EUT more efficiently.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an interference exclusion capability testing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a radiating antenna.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a different embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing different embodiments of the radiating antenna.
  • FIG. 5 (a) to (c) are explanatory diagrams showing the test conditions of Experiment 1 and the experimental results.
  • FIG. 7] (a) to (c) are explanatory diagrams showing the test conditions of Experiment 2 and the experimental results.
  • FIG. 8 is a graph showing the experimental results of (a) and (b) Experiment 2.
  • FIG. 9 (a) to (c) are explanatory views showing an embodiment in which the interval between the electromagnetic horn and the waveguide can be adjusted.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an embodiment in which the polarization plane of electromagnetic waves can be adjusted.
  • FIG. 11 is an end view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a measurement method of the distance measuring device.
  • FIGS. 13A to 13C are explanatory diagrams illustrating other configuration examples of the waveguide.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining another example of the test condition of the immunity test.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a change in received electric field strength depending on the length of the electromagnetic horn.
  • FIG. 1 shows an explanatory diagram of an interference rejection capability testing apparatus to which the present invention is applied!
  • 1 is an interference immunity testing device, and an electromagnetic wave absorber 11 is attached to the entire surface of the anechoic chamber 7 and reflected by electromagnetic waves radiated into the anechoic chamber and the EUT.
  • the electromagnetic wave is absorbed by the radio wave absorber 11 and converted into thermal energy.
  • a table 3 is provided on one end side.
  • the EUT 2 is placed on the height adjustment jig 3a.
  • a radiation antenna 5 is provided via a gantry 6a and a gantry 6b.
  • the radiating antenna 5 is composed of an electromagnetic horn 4 and a waveguide 8, and the waveguide 8 and the test equipment 2 are arranged on the radiation axis 12 of the electromagnetic horn 4.
  • 17a is a feed line for connecting a circulator 14 and a radiating antenna 5 (more specifically, an electromagnetic horn 4) to be described later.
  • Reference numeral 20 denotes a transmitter.
  • L1 represents the length of the waveguide 8, which is set to 50 cm, for example, in this embodiment.
  • L 2 is the spatial distance of the open end force of the waveguide 8 to the EUT 2 and is set to 50 cm, for example, in this embodiment.
  • LO is the distance from the open end of the electromagnetic horn 4 to the EUT, and is set to lm in this embodiment.
  • the radiating antenna 5 comprises an electromagnetic horn 4 and a waveguide 8, and the electromagnetic horn 4 is a rectangular electromagnetic horn with one open.
  • a probe 40 is disposed between the holding body 41 and the connector 42.
  • the connector 42 is connected to the feeder line 17a.
  • the holding body 41 is made of a dielectric material.
  • a rectangular waveguide formed so that the opening of the waveguide 8 has the same shape as the opening of the electromagnetic horn 4 is used. Then, the radiation axis 12 of the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic horn 4 and the central axis of the waveguide 8 are arranged so as to coincide with each other, and both end faces thereof are brought into close contact with each other.
  • the waveguide 8 may be formed of a conductive material, but may be formed of a fiber woven with a conductive material, and may have an interval shorter than a quarter of its wavelength at the frequency used. If it is a gap, it may be formed in a mesh shape. Thus, if it forms in fiber or mesh shape, the light weight of a waveguide will be attained.
  • a rectangular electromagnetic horn and a rectangular waveguide are used, but a circular electromagnetic horn and a circular waveguide may be used.
  • the transmission device 20 includes a signal generator 10, a power amplification device 13, a circulator 14, and a dummy resistor 18.
  • 10 is a signal generator, and in this embodiment, an oscillator that sweeps from 1 to 1.5 GHz is used.
  • 13 is a power amplifier.
  • the circulator 14 and the dummy resistor Although the anti-device 18 was used, an isolator may be used instead.
  • the 1 to 1.5 GHz sweep signal generated by the signal generator 10 is amplified by the power amplifier 13 (50 W is used in this embodiment).
  • the amplified high frequency signal is supplied to the electromagnetic horn 4 via the circulator 14.
  • the electromagnetic waves radiated from the four electromagnetic horns through the probe 40 are transmitted through the waveguide 8 with little transmission loss and radiated to the EUT 2.
  • the waveguides 8 having the same shape as the openings of the electromagnetic horn 4 are arranged so as to be in close contact with each other, the electromagnetic waves radiated from the electromagnetic horn 4 can be efficiently and efficiently lost without any loss. Can lead to.
  • the electromagnetic wave guided to the waveguide 8 is radiated from the other end face of the waveguide 8 to the EUT 2. Then, a uniform electromagnetic field is generated on the test plane of the table 3 on which the EUT 2 is placed ( ⁇ 30 cm in this embodiment).
  • the height adjusting jig 3a may be changed.
  • the electromagnetic waves can be emitted to the test plane.
  • the circulator 14 receives the electromagnetic wave radiated from the radiating antenna 5 at the radiating antenna 5 after being reflected by the metal part of the test equipment, and is applied to the power amplifying device 13 by the received power. This is to prevent the power amplifying device 13 from malfunctioning or malfunctioning.
  • Received electric field strength 8 20 1 ⁇ 0 8 (600 10 6 )
  • Power Pi Et— 20XLog (0.001X ⁇ 50X10 6 )
  • the end face force of the electromagnetic horn 4 is ldB, the loss G2 of the waveguide 8 is ldB, and the waveguide 8 If the loss G3 from the other end face to the test plane is 5 dB, the power P supplied from the electromagnetic horn 4 is
  • the loss from the open end of the waveguide 8 to the test plane G3 was 5dB.
  • the force becomes 28.7 dB.
  • the loss was found to be significantly reduced (23.7 dB). The reason for this is that most of the electromagnetic wave energy radiated from the open end force of the waveguide 8 is converged and radiated in the test space on the table 3 on which the EUT 2 is placed. it is conceivable that.
  • Supply power Pf when radiating into free space is obtained by the following equation.
  • the disturbance exclusion capability test apparatus of the present embodiment it is 1/600 compared to the conventional case where electromagnetic waves are directly radiated to the test equipment such as the radiation antenna force. It can be seen that the required performance can be obtained with moderate power supply.
  • the electromagnetic wave radiated from the electromagnetic horn 4 is guided to the waveguide 8, so that the loss in the propagation path (in the present embodiment, the end face of the electromagnetic horn 4).
  • the loss G1 to one end face of the waveguide 8 is 1 dB
  • the loss G2 of the waveguide 8 is 1 dB
  • the end face force of the other end of the waveguide 8 is also the loss G3 to the test plane, and the total loss is 5 dB.
  • the force in the propagation path is smaller than the conventional method of radiating in free air (the transmission distance between transmission and reception lm, frequency 1.3 GHz free space propagation loss GO is 34.7 dB) As a result, the power supplied to the antenna can be reduced to about 1/600.
  • the circulator 14 since the circulator 14 is provided on the input side of the electromagnetic horn 4, the electromagnetic wave reflected and returned by the metal part of the EUT 2 is returned from the output terminal of the amplifier 13. It is possible to prevent malfunction or failure of the amplifier 13 due to application.
  • an interference immunity testing apparatus 100 is a small radio anechoic device having an opening on the wall surface and having a shorter length in the direction of electromagnetic wave radiation, instead of the radio anechoic chamber 7 of the first embodiment. Room 70 is used.
  • the electromagnetic horn 4 and the gantry 6a on which the electromagnetic horn 4 is placed are installed outside the anechoic chamber 70.
  • the opening of the electromagnetic horn 4 is protruded into the inside of the anechoic chamber 70 from the opening provided on the wall surface of the anechoic chamber 70.
  • the waveguide 8 is disposed so as to be in contact with the projecting opening of the electromagnetic horn 4.
  • the difference between the first embodiment and this embodiment is that the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 constituting the radiating antenna 50 are arranged between their end faces. Are spaced apart by a distance La, and the electromagnetic horns 4 are reflected from the upper and lower outer circumferential surfaces of the electromagnetic horn 4 to reflect them back to the EUT.
  • the board 44 is provided.
  • the interval that is, the distance La between the antenna and the waveguide
  • the axial length of the waveguide 8 are set.
  • the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 that can reduce the power loss most under the test conditions that the opening end face force of the electromagnetic horn 4 is lm to the EUT and the frequency of the electromagnetic wave is 1.3 GHz.
  • the electromagnetic wave without the reflector 44 as shown in FIG.
  • the horn 4 and the waveguide 8 are arranged on the radiation axis of the electromagnetic horn 4 with a space La, and further on the radiation axis of the electromagnetic horn 4 at a position away from the opening end face of the electromagnetic horn 4 by lm (lOOcm).
  • An electric field probe for measuring the received electric field strength was arranged.
  • the height of the radiation axis of the electromagnetic horn 4 and the floor force of the electromagnetic probe were set to 100 cm, in accordance with the specific test conditions that actually exist in the immunity test.
  • the metal plate was placed horizontally at a position 15 cm below the electric field probe.
  • the metal plate was projected 10 cm closer to the waveguide 8 than the electric field probe.
  • an axial length Lb of 25cm, 50cm, 75cm is used, and by moving the waveguide 8 on the radial axis, the opening of the electromagnetic horn 4 is opened.
  • the distance from the end face to the opening end face of the waveguide 8 (distance between the antenna and the waveguide) La was measured, and the received electric field strength obtained with the electric field probe was measured.
  • this measurement result is a measurement result when the frequency f of the electromagnetic wave that also radiates the electromagnetic horn 4 force is set to 1.3 GHz.
  • the transmission loss of electromagnetic waves can be minimized when the length Lb of the waveguide 8 is 50 cm.
  • the distance La between the antenna and the waveguide is about 25 cm, and the length Lb of the waveguide 8 It was found that the distance La between the antennas and the waveguide that can minimize the transmission loss of electromagnetic waves is about 45 cm.
  • the electromagnetic force of the electromagnetic horn 4 and the electromagnetic horn 4 that can reduce the power loss under the test conditions of l.lm to the EUT and the frequency of the electromagnetic wave 2.9GHz are the same.
  • a reflector 44 as shown in FIG. 7 (a) is provided in order to obtain the distance from the waveguide 8 (the antenna-waveguide distance La) and the axial length Lb of the waveguide 8.
  • the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 that are not disposed are arranged on the radiation axis of the electromagnetic horn 4 with a gap La, and further, 1.lm (from the opening end face of the electromagnetic horn 4 on the radiation axis of the electromagnetic horn 4.
  • An electric field probe for measuring the received electric field strength was disposed at a position 110 cm away.
  • the height of the radiation axis of the electromagnetic horn 4 and the floor force of the electromagnetic probe was set to 100 cm, respectively, according to the specific test conditions that actually exist in the immunity test.
  • the metal plate was placed horizontally at a position 15 cm below the electric field probe. This metal plate was projected 20 cm closer to the waveguide 8 than the electric field probe.
  • an axial length Lb of 10cm, 30cm, 50cm, 70cm is used, and the waveguide 8 is moved on the radiation axis line, whereby an electromagnetic horn is obtained.
  • the distance from the opening end face of 4 to the opening end face of the waveguide 8 (distance between the antenna and the waveguide) La was changed, and the received electric field strength obtained by the electric field probe was measured.
  • This measurement result is a measurement result when the frequency f of the electromagnetic wave that also radiates the electromagnetic horn 4 force is set to 2.9 GHz.
  • the length Lb of the waveguide 8 is 70 cm under the test conditions described above, the electromagnetic horn 4 and the waveguide Although the transmission loss is less when the gap is closer than the gap between the two, the length Lb of the waveguide 8 is set to 50cm, 30cm, and 10cm. In this case, it was found that the transmission loss is smaller when the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 are arranged apart from each other than when they are closely attached.
  • the transmission loss of electromagnetic waves can be minimized when the length Lb of the waveguide 8 is 50 cm.
  • the distance La between the antenna and the waveguide is about 10 cm, and the length Lb of the waveguide 8
  • the antenna that can minimize the transmission loss of electromagnetic waves when is 30 cm
  • the distance La between the waveguides is about 30 cm, and the transmission loss of electromagnetic waves is minimized when the length Lb of the waveguide 8 is 10 cm.
  • the resulting distance La between the antenna and the waveguide was about 50 cm.
  • the length Lb of the waveguide 8 was determined under the test conditions.
  • Specified opening edge force of electromagnetic horn 4 Set to 0.8 to 1.2 times the length of half the distance to the EUT, and the distance between electromagnetic horn 4 and waveguide 8 is the electromagnetic wave. It was found that it should be set between 0.8 times and 1.2 times the wavelength of (about 23 cm at 1.3 GHz and about 10 cm at 2.9 GHz).
  • the interval between the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 is adjusted appropriately according to the test condition. I want to be able to do it.
  • the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 are supported by the antenna via the support column 22 or the support column 32, respectively. 24 or waveguide support Further, the support 24, 34 is slidably disposed on the slide rail 38 and moved on the slide rail 38, so that the distance between the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 is fixed. It is good to be able to set any.
  • the distance between the waveguide 8 and the electromagnetic horn 4 can be adjusted in a state where the central axes of the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 are aligned, the electromagnetic horn 4 and the conductive horn 4 are guided. Axis misalignment with the wave tube 8 can be prevented.
  • the electromagnetic horn 4 can also be moved on the slide rail 38. It is also possible to adjust the distance between the test equipment and the test equipment, for example, even when there are test conditions for setting the distance to lm and test conditions for setting the distance to 1. lm. Can be done.
  • FIG. 9 (a) is a side view of the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 as seen from the lateral force, and (b) is a front view of the electromagnetic horn 4 as viewed from the opening surface side. (C) is a front view of the waveguide 8 as viewed from the opening surface side.
  • the slide rail 38 has two grooves 39 formed below the antenna support base 24 and the waveguide support base 34.
  • a plurality of rollers (wheels) 26 and 36 are provided. Therefore, the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 can be moved very easily along the groove of the slide rail 38.
  • the outer peripheral surface is fixed at a position where the distance Li from the opening edge is 20 cm.
  • the angle D on the opening end side formed by the plate surface of the reflecting plate 44 and the outer peripheral surface of the electromagnetic horn 4 is set to 41 °.
  • the electromagnetic horn can be radiated to the EUT more efficiently. You can do it.
  • the reflecting plate 44 When the reflecting plate 44 is provided on the electromagnetic horn 4, the reflecting plate 44 may be provided on the left and right outer peripheral surfaces not on the upper and lower outer peripheral surfaces of the electromagnetic horn 4, or on the upper, lower, left and right outer peripheral surfaces. Good. Further, the reflection plate 44 may be configured by arranging a plurality of metal plates substantially in parallel as shown in FIG. 4 as a modified example, not simply by a single metal plate. In this way, the reflection efficiency of the electromagnetic wave by the reflector 44 can be increased, and the electromagnetic wave from the electromagnetic horn 4 can be radiated to the EUT more efficiently.
  • a radiating antenna 51 is provided in place of the radiating antenna 5.
  • the radiating antenna 51 can adjust the polarization plane of the electromagnetic wave radiated to the EUT 2 to an arbitrary angle.
  • Reference numeral 6c denotes a frame for holding the radiating antenna 51 so as to be rotatable about the radiating axis 12.
  • Reference numeral 9 denotes a distance measuring device for measuring the distance from the end face of the waveguide 80 (the EUT side) to the EUT 2.
  • Reference numeral 15 denotes an electric motor, which is a power source for rotating the 51.
  • Reference numeral 16 denotes a driving belt for transmitting the motive power of the electric motor to the radiation antenna 51.
  • a flange 47 is formed on the opening surface of the electromagnetic horn 45.
  • a flange 82 is also formed at the end of the waveguide 80.
  • a recess 65 is provided in the upper part of the gantry 6c, and supports the support 61 via a bearing 60.
  • FIG. 11 shows an end view taken along the line AA of FIG.
  • Reference numeral 48 denotes an opening of the electromagnetic horn 45, and the opening of the waveguide 80 is also formed in the same shape.
  • [0103] 92 is a through hole through which the bolt 90 is passed.
  • a plurality of rollers 64 are arranged so that the radiation antenna 5 rotates smoothly.
  • the high-frequency signal supplied to the radiating antenna 5 radiates a predetermined electromagnetic field from the electromagnetic horn 45 to the test equipment 2 via the waveguide 80.
  • a measuring method for the distance measuring device 9 will be described. As shown in FIG. 12, a plurality of distance measuring devices 9a and 9b are provided below a radiation antenna 51 that radiates electromagnetic waves, with a distance L3.
  • each laser pointer is irradiated toward the center of the test plane of EUT 2.
  • the opening end force of the waveguide 80 is also calculated from the following formula to the distance L4 to the test plane of the EUT 2 Is possible.
  • L5 is the amount of protrusion of the waveguide 80 and is a known value.
  • the end face force of the waveguide 80 can be calculated relatively easily without using a measuring instrument, and the distance L4 to the test plane of the EUT 2 can be calculated. wear.
  • a circularly polarized wave generator such as a retardation plate is interposed between the probe 40 and the horn.
  • the electromagnetic wave frequency is in the 1 GHz band or 3 GHz band.
  • the frequency of the electromagnetic wave to be used it can be used in the UHF band to SHF band.
  • the gantry 6 is described as a fixed gantry. However, by providing a caster at the bottom of the gantry, movement is facilitated. In addition, it is desirable to have a function that can lock the rotation of the casters so that the base does not move accidentally during measurement.
  • a detector for detecting the reflected power is provided between the circulator 14 and the power amplifying device 13, and if the detection signal output by the detector exceeds a predetermined value, the signal is generated. It can be configured to reduce or turn off the signal level output by the instrument.
  • the force described as the opening area of the waveguide 8 (or 80) coincides with the opening of the electromagnetic horn 4 (or 45).
  • the waveguide is tapered so that the opening is narrower on the EUT side than on the electromagnetic horn 4 side.
  • the test equipment side is wider than the electromagnetic horn 4 side so that the opening is wider.
  • the waveguide 8d with a pad can be corrected so as to guide the radiation direction of the electromagnetic wave from the electromagnetic horn 4 to the EUT, as shown in Fig. 13 (e-1) and (e-2)
  • the wave guide plates 8e and 8f are provided horizontally or vertically in front of the electromagnetic horn 4, the effect can be obtained.
  • FIGS. 13 (a) to (e) the figure given “-1” is a side view of the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 seen from the lateral direction, and “1 2”.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the opening surface of the electromagnetic horn 4 is viewed through the waveguide 8.
  • the waveguide plates 8e and 8f and the waveguides 8a to 8d may be formed of a mesh shape having a shielding effect that is not necessarily formed of a metal plate.
  • the open end force of the electromagnetic horn 4 is also defined as the distance to the EUT (reception point) under the test conditions of the immunity test.
  • the distance from the open end of the waveguide 8 to the EUT is specified as a test condition, as shown in FIG.
  • the length Lb of the waveguide 8 and the distance La between the electromagnetic horn 4 and the waveguide 8 it is possible to realize a test apparatus that can efficiently radiate electromagnetic waves to the EUT. it can.
  • the size of the electromagnetic horn 4 itself was not specifically described.
  • the antenna gain of the radiating antenna 5 is determined by the opening area of the electromagnetic horn 4 and the gain reduction amount. The larger the opening area of the electromagnetic horn 4, the larger it becomes.
  • the gain reduction amount of the electromagnetic horn 4 becomes smaller as the length of the electromagnetic horn 4 in the central axis direction is longer.
  • the electromagnetic horn 4S of length LS when the electromagnetic horn 4S of length LS is used as the electromagnetic horn 4 and when the electromagnetic horn 4L of length LL (LL> LS) is used as the electromagnetic horn 4, at the reception point.
  • the input signals Sinl and Sin2 input to the electromagnetic horns 4S and 4L can be set to different signal levels in order to make the electric field strength of the electromagnetic horns 4S and 4L the same.
  • the signal level of the input signal can be reduced by using it.
  • the electromagnetic horn 4 having a long length in the central axis direction.

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Abstract

 強電界強度の電磁波でもって妨害排除能力を測定できる妨害排除能力試験装置であっても低出力の電力増幅装置が使用できて低コストな妨害排除能力試験装置を提供する。妨害排除能力試験装置(1)において、高周波信号を発生する信号発生器(10)と、放射アンテナ(5)と、増幅器(13)と、供試機器(2)を載置するためのテーブル(3)とを備え、前記放射アンテナ(5)は電磁ホーン(4)と該電磁ホーン(4)の開口部と同じ開口部を有する導波管(8)を備えており、前記電磁ホーン(4)と前記導波管(8)は前記電磁ホーン(4)の放射軸線(12)と同一軸線上で近設させてあり、前記電磁ホーン(4)から放射した電磁波を前記導波管(8)に導波し、導波した電磁波を前記供試機器(2)に放射する。

Description

明 細 書
妨害排除能力試験装置
技術分野
[0001] 本発明は、電子機器の妨害排除能力 (イミュニティとも言う)試験のための妨害排除 能力試験装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、イミュ-ティ試験装置は、電波無響室の一端側に立てたターンテーブル上に 試験対象となる供試機器を置き、他端側に立てたアンテナ支持柱上にアンテナを設 けている。そして、アンテナから放射された電磁波を供試機器の置かれる規定された 試験平面に浴びさせるように構成されている(例えば、特許文献 1参照)。
[0003] また、試験方法としては、電波暗室内に供試機器を配置し、同じ電波暗室内に固 定したノ ィコ-カルアンテナや対数周期アンテナから、水平もしくは垂直偏波の電磁 波を供試機器に印加する放射電磁界試験法や、 TEMセルおよび GTEMセルなど を用いる TEM導波路法等が知られており、また、回転電磁界を供試機器に印加する 方法もある(例えば、特許文献 2参照)。
特許文献 1:特開平 7— 55863号公報
特許文献 2:特開 2003— 98211号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、従来のイミュ-ティ試験では、アンテナ力 放射する試験電波の電界強度 を比較的低い 200VZmに設定するようにされていたため、試験対象となる製品(供 試機器)の使用状況によっては、充分なイミュ-ティ試験を行うことができないことがあ つた o
[0005] つまり、例えば、その製品が自動車等の移動体に搭載され、移動体が、航空機の 離発着に使用される誘導用のレーダー装置の近くを走行するような場合には、 200V Zmの電界強度の試験電波でイミュ-ティ試験を行って 、ては、イミュ-ティ試験に 合格していても電子機器が誤作動して正しく機能しなくなったり、場合によっては致 命的な故障になったりするという問題が発生することがあった。
[0006] そのため、近年、イミュニティ試験においては、試験条件として、試験電波の電界強 度を 600VZmに変更することが行われて!/、る。
[0007] しかし、こうした 600VZmの電界強度を実現するにあたり、これを上記提案の技術 のように 1台の増幅器'アンテナで実現する場合、高耐電圧のアンテナが必要になる ばかりでなぐ高耐電圧'高出力の電力増幅装置が必要であり、妨害排除能力試験 装置が物理的に大型化すると共に、コストが高くなるというという問題があった。
[0008] 本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストな低出力 電力増幅装置が使用できる妨害排除能力試験装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 係る目的を達成するためになされた請求項 1に記載の発明は、放射アンテナ力 供 試機器に向けて電磁波を放射することにより、供試機器の妨害排除能力を試験する のに使用される妨害排除能力試験装置であって、前記放射アンテナは、電磁ホーン と、該電磁ホーンから放射した電磁波を前記供試機器に導く導波板と、を備えたこと を特徴とする。
[0010] このように、本発明の妨害排除能力試験装置においては、電磁ホーンから放射した 電磁波を供試機器に導く導波板を備えて ヽるので、電磁ホーン力ゝらの電磁波を供試 機器に対して効率よく放射することができるようになり、電磁ホーン力 単に電磁波を 放射するようにした場合に比べて、電磁ホーンから供試機器に至る放射経路で生じ る電磁波の損失を低減することができる。
[0011] 従って、本発明の妨害排除能力試験装置によれば、電磁ホーンに送信用の高周 波信号を入力する際に、高出力の電力増幅装置を用いる必要がなぐその電力増幅 装置を低出力にして、妨害排除能力試験装置の小型化及び低コスト化を図ることが できる。
[0012] ここで、導波板は、 1枚でも効果はあるものの、より好ましくは、請求項 2に記載のよう に、複数の導波板を、電磁ホーン力 供試機器に至る電磁波の通路の一部を囲むよ うに配置することが望ましい。
[0013] また、請求項 3に記載のように、導波板を導波管にて構成し、導波管を電磁ホーン と供試機器との間に配置するようにすれば、電磁ホーンから供試機器に至る放射経 路で生じる電磁波の損失をより良好に低減することができるようになり、上述の効果を より発揮することができる。なお、この場合、導波管は、その中心軸が電磁ホーンの放 射軸線と同一軸線上となるように配置することが望ま 、。
[0014] また、導波板を導波管にて構成した場合には、請求項 4に記載のように、各々の端 面が密着する状態に配置するようにすれば、放射アンテナから放射した電磁波を効 率よく供試機器に放射することができ、電力ロスの少ない妨害排除能力試験装置を 提供することが可能となる。
[0015] また、電磁ホーンと導波管とは、必ずしも端面を密着させて配置する必要はなぐ請 求項 5に記載のように、間隔を空けて配置するようにしてもよ!、。
[0016] つまり、電磁ホーンと導波管とを間隔を空けて配置しても、その間隔や導波管の軸 方向の長さ等を調整すれば、電磁ホーンと導波管とを密着させた場合よりも、更に電 力ロスを低減できることがあることから、電磁ホーンと導波管との間隔等を試験条件に 応じて適正に設定すれば、電磁ホーンと導波管とを間隔を空けて配置することができ る。
[0017] そして、例えば、前記電磁ホーンの開口端面から前記供試機器迄の距離、及び、 前記電磁ホーンから放射する電磁波の周波数が、供試機器の試験条件にて規定さ れている場合、導波管の軸方向の長さは、その試験条件にて規定される電磁ホーン の開口端面力 供試機器迄の距離の略半分の長さ (具体的には、距離の 1Z2の 0. 8〜1. 2倍の長さ)に設定し、電磁ホーンと導波管との間隔は、電磁波の波長と略等 しい距離 (具体的には、波長の 0. 8倍〜 1. 2倍の長さ)に設定することが望ましい。 なお、これらの数値は、本発明者等が行った後述の実験によって得られた値である。
[0018] また、この実験では、電磁ホーンと導波管とを間隔を空けて配置する場合、その間 隔を変化させると、供試機器の配置位置での電界強度と、その電界強度が最大強度 力も一 3dBの範囲内になる電力半値エリア (所謂クワイエツトゾーン)とが変化すること が判った。つまり、導波管を電磁ホーンに近づけると、電力半値エリアが広くなるが、 電界強度が低くなり、逆に、導波管を電磁ホーンから遠ざけると、電界強度が高くな る力 電力半値エリアが狭くなるのである。 [0019] 従って、イミュ-ティ試験の条件に、電力半値エリアと電界強度とが規定される場合 や、複数の条件が設定される場合には、電磁ホーンと導波管との間隔を適宜調整で きるようにすることが望ましぐこのためには、請求項 7に記載のように、導波管を電磁 ホーンに対して接離可能に支持する支持部材を設けるとよい。
[0020] また、この場合、支持部材は、移動できるように車輪を付けるだけでもよ 、が、より好 ましくは、請求項 8に記載のように、スライドレールと、このスライドレール上に移動可 能に設けられる複数の支持台とから構成するとよい。つまり、このようにすれば、電磁 ホーンと導波管との中心軸を一致させた状態で、導波管を電磁ホーンに対して相対 移動させることができるようになり、電磁ホーンと導波管との軸ずれを防止することが できる。
[0021] 一方、直線偏波の電磁波を利用してイミュ-ティ試験を行う場合、電磁ホーンには、 請求項 9に記載のように、電磁ホーンの放射軸線を中心に回転させるための回動手 段を設けるとよい。つまり、このようにすれば、供試機器に放射する電磁波の偏波面 を任意の角度に設定できることになる。
[0022] また次に、電磁ホーンは、その開口面力 前方に電磁波を放射するものであるが、 電磁ホーンカゝら放射された電磁波の一部は、電磁ホーンの開口面から後方に回り込 むことがある。このため、請求項 10に記載のように、電磁ホーンの周囲に、その開口 面から後方に回り込む電磁波を反射して供試機器に導く反射板を設けるようにすれ ば、電磁ホーン力ゝらの電磁波を供試機器に対してより効率よく放射させることができる ようになる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]本発明を適用した妨害排除能力試験装置の説明図である。
[図 2]放射アンテナの説明図である。
[図 3]本発明の異なる実施例を示す説明図である。
[図 4]放射アンテナの異なる実施例を示す説明図である。
[図 5](a)〜(c)実験 1の試験条件及びその実験結果を表す説明図である。
[図 6](a),(b)実験 1による実験結果を表すグラフである。
[図 7](a)〜(c)実験 2の試験条件及びその実験結果を表す説明図である。 [図 8](a),(b)実験 2による実験結果を表すグラフである。
[図 9](a)〜(c)電磁ホーンと導波管との間隔を調整可能とした実施例を示す説明図で ある。
[図 10]電磁波の偏波面を調整可能とした実施例を示す説明図である。
[図 11]図 8の A— A矢視端面図である。
[図 12]距離測定装置の測定方法を説明するための説明図である。
[図 13](a)〜( 導波管の他の構成例を表す説明図である。
[図 14]イミュニティ試験の試験条件の他の例を説明する説明図である。
[図 15]電磁ホーンの長さによる受信電界強度の変化を説明する説明図である。
符号の説明
[0024] 1…妨害排除能力試験装置、 2…供試機器、 3…テーブル、 4…電磁ホーン、 5··· 放射アンテナ、 6…架台、 7…電波無響室、 8、 8a〜8d…導波管、 8e, 8f…導波板、 9…距離測定装置、 10···信号発生器、 11···電波吸収体、 12…放射軸線、 13…電 力増幅装置、 14…サーキユレータ、 15···電動機、 16···駆動用ベルト、 17···給電線 、 18···ダミー抵抗器、 20···送信装置、 40· "プローブ、 41···保持体、 42…コネクタ、 44…反射板、 45···電磁ホーン、 46···端面、 47···フランジ、 48· "開口部、 50…放射 アンテナ、 51···放射アンテナ、 60···ベアリング、 61···支持体、 62···プーリー、 63··· プーリー、 64···ローラー、 65···凹部、 70···電波無響室、 80···導波管、 81···端面、 8 2…フランジ、 90…ボルト、 91…ナット、 92···貫通孔、 100…妨害排除能力試験装 置。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下に、本発明を具体化した実施形態の例を、図面を基に詳細に説明する。
実施例 1
[0026] 図 1は本発明を適用した妨害排除能力試験装置の説明図を示して!/、る。 1は妨害 排除能力試験装置であり電波無響室 7の内部には、全面に電波吸収体 11が貼り付 けてあり、該電波無響室内に放射された電磁波および、供試機器等により反射した 電磁波は電波吸収体 11に吸収され熱エネルギーに変換される。
[0027] 電波無響室 7の内部には、一端側にテーブル 3が備えられており、該テーブル 3の 上に高さ調整用の冶具 3aを介して供試機器 2が載置されている。また他端側には架 台 6aと架台 6bを介して放射アンテナ 5が備えられて 、る。放射アンテナ 5は電磁ホー ン 4と導波管 8から構成され、電磁ホーン 4の放射軸線上 12に導波管 8および、供試 機器 2が配置されている。
[0028] なお、 17aは後述するサーキユレータ 14と放射アンテナ 5 (より詳しくは電磁ホーン 4 )とを接続するための給電線である。また、 20は送信装置である。
[0029] また、 L1は導波管 8の長さを表し、本実施例ではたとえば 50cmに設定してある。 L 2は導波管 8の開口端力も供試機器 2までの空間距離であり、本実施例ではたとえば 50cmに設定されている。また、 LOは電磁ホーン 4の開口端から供試機器までの距 離であり、本実施例では lmに設定されている。
[0030] 次に、放射アンテナ 5について図 2を用いて詳細に説明する。放射アンテナ 5は電 磁ホーン 4と導波管 8からなり、電磁ホーン 4は一方が開放された矩形の電磁ホーン を使用している。そして電磁ホーン 4の他方にはプローブ 40が保持体 41とコネクタ 4 2の間に配置してある。そして、コネクタ 42には給電線 17aが接続されている。なお、 保持体 41は誘電体で形成されて ヽる。
[0031] 導波管 8の開口部は前記電磁ホーン 4の開口部と同一形状となるように形成した矩 形導波管が使用されている。そして、前記電磁ホーン 4から放射された電磁波の放射 軸線 12と前記導波管 8の中心軸が一致するように配置すると共に、両者の各端面を 密着させてある。
[0032] また、導波管 8は導電材料で形成されて ヽるが、導電材料を織り込んだ繊維で形成 してもよく、また、使用する周波数においてその波長の 4分の 1より短い間隔の隙間で あれば網目状に形成しても良い。このように繊維や網目状に形成しておけば、導波 管の軽量ィ匕が可能となる。また、本実施例では矩形の電磁ホーン及び矩形導波管を 使用したが円形の電磁ホーン及び円形導波管であつても良い。
[0033] 次に、送信装置 20について説明する。図 2に示すように送信装置 20は信号発生器 10、電力増幅装置 13、サーキユレータ 14、ダミー抵抗器 18により構成されている。 1 0は信号発生器で、本実施例では 1〜1. 5GHzをスイープする発振器が使用されて いる。 13は電力増幅装置である。なお、本実施例ではサーキユレータ 14とダミー抵 抗器 18を使用したが、その代わりにアイソレータを使用してもよい。
[0034] 次に、動作について説明する。信号発生器 10で発生した 1〜1. 5GHzのスイープ 信号は電力増幅装置 13 (本実施例では 50W使用)で増幅される。そして、増幅され た高周波信号はサーキユレータ 14を介して電磁ホーン 4に供給される。そして、プロ ーブ 40を介して電磁ホーン 4カゝら放射された電磁波は伝送ロスの少ない導波管 8を 伝送し供試機器 2に放射される。本実施例の場合、電磁ホーン 4の開口部と同一形 状の開口部を持つ導波管 8を相互の密着するように配置したため電磁ホーン 4から 放射した電磁波をロスなく効率よく導波管 8に導くことができる。
[0035] 導波管 8に導波された電磁波は、導波管 8の他方の端面から供試機器 2に電磁波 が放射される。そして、供試機器 2が載置されているテーブル 3の試験平面 (本実施 例では φ 30cm)に均一な電磁界を発生させる。
[0036] ところで、上記テーブル 3上に載置した供試機器 2の大きさや試験部位の位置など により試験平面を変更する必要が生じた場合には、高さ調整用の冶具 3aを変更した り、架台 6、テーブル 3の高さ等を変更することにより、当該試験平面に電磁波を放射 でさるよう〖こなる。
[0037] なお、サーキユレータ 14は、放射アンテナ 5から放射した電磁波が供試機器の金属 部分で反射して前記放射アンテナ 5で受信され、その受信電力によって、前記電力 増幅装置 13に印加され、前記電力増幅装置 13が誤作動もしくは故障するのを未然 に防止するためのものである。
[0038] 次に、試験平面において 1. 3GHzにおける電界強度 600VZmを実現するために 必要な電磁ホーン 4の供給電力を求める。
[0039] まず、受信電界強度が 600 (V/m)を (dB μ /m)の単位に変換すると、
受信電界強度八= 20 1^08 (600 106 )
したがって、 A= 175. 56 (dB Zm)となる。
[0040] 次に、電界強度 (dB μ / )を電圧 (dB μ )に変換する。
[0041] 電圧 Et = E + G + Le—(Lf X L)— 6
この式において、
Et:受信機入力信号電圧 (dB μ ) E:電界強度 (dB/zZm)
G:アンテナ利得 (dBi)
Le:アンテナの実効長(dB) = 20 X Log ( λ Ζ π )
λ:波長 (m)
Lf:単位長あたりのケーブル損失 (dBZm)
L:ケーブル長 (m)
値 6:開放値力 終端値への換算のための補正値
である。
[0042] このため、アンテナ利得 G = 0dBi、ケーブル長 L = 0m、とすると、
λ = (3X108 )/{!.3X109 )=0.23 (m)
Le = 20XLog(0.23/3.14) =— 22.7(dB)
Et=175.56-22.7— 6 = 146.86(άΒ^)
となる。
[0043] 次に、電圧 (dB μ )を電力(dBm)に換算する。
[0044] 電力 Pi=Et— 20XLog( 0.001X^50X106 )
ここで、 Pi:受信レベル (dBm)、 Et:受信機入力信号電圧 (dB μ )である。
[0045] 従って、
電力 Pi=146.86-20X5.35 = 39.86 (dBm)
となる。
[0046] ここで、電磁ホーン 4の端面力 導波管 8の一方の端面 (電磁ホーンに接する側)ま での損失 G1が ldB、導波管 8の損失 G2が ldB、導波管 8の他方の端面から試験平 面までの損失 G3を 5dBとすると、電磁ホーン 4の供給電力 Pは上式より、
P = Pi+Gl+G2 + G3
= 39.86 + 1 + 1 + 5
=46.86 (dBm)
=48.5(W)
となる。
[0047] ところで、発明者らによる実験の結果、導波管 8の開口端から試験平面までの損失 G3は 5dBであることがわ力つた。つまり、導波管 8の開口端から試験平面までの損失 を自由空間損失として算出すると 28. 7dBとなる力 本実施例のように電磁ホーン 4と 導波管 8を近接して配置すると、その損失が著しく低減 (23. 7dB)することが解った 。なお、この理由は、導波管 8の開口端力も放射された電磁波のエネルギーはその 大部分が供試機器 2が載置されたテーブル 3上の試験空間に収束して放射されたた めであると考えられる。
[0048] 一方、自由空間に放射する従来の方法で、 600VZmの電界強度を得るには下記 に示すとおり、送受信点間の距離が lmの場合、供給電力は 28 (KW)必要になる。
[0049] 自由空間に放射する場合の供給電力 Pfは次式により求められる。
[0050] Pf=Pi+GO
ここで、
GO =送受信点間の距離が lmの場合の自由空間伝搬損失 (dB)
= 34. 7 (dB)
である。従って、
Pf= 39. 86 + 34. 7
= 74. 56 (dBm)
= 28576 (W)
となる。
[0051] この結果、本実施形態の妨害排除能力試験装置によれば、従来のように放射アン テナ力ゝら供試機器に電磁波を直接放射するようにした場合に比べて、 600分の 1程 度の供給電力で所要の性能を得ることができることがわかる。
[0052] 以上のように、本実施形態では、電磁ホーン 4から放射された電磁波を導波管 8に 導波して ヽるので、伝搬経路での損失 (本実施例では電磁ホーン 4の端面力ゝら導波 管 8の一方の端面までの損失 G1が ldB、導波管 8の損失 G2が ldB、導波管 8の他 方の端面力も試験平面までの損失 G3を 5dBとなり、総損失が 7dBとなる)力 自由空 間に放射する従来の方法に比べて伝播経路での損失 (送受信間伝送距離 lm、周 波数 1. 3GHzの自由空間伝播損失 GOは 34. 7dB)に比べて小さくなり、その結果、 アンテナに供給する電力を約 600分の 1に少なくできるという優れた効果を奏する。 [0053] また、本実施形態では、電磁ホーン 4の入力側にサーキユレータ 14を設けたので、 供試機器 2の金属部分等で反射して戻ってきた電磁波が、前記増幅器 13の出力端 子から印加されることによる増幅器 13の誤作動または故障を未然に防止できる。 実施例 2
[0054] 次に本発明の第 2の実施形態について図 3を参照して説明する。
[0055] 尚、以下の説明では、上記第 1の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構 成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。
[0056] 図 3において、妨害排除能力試験装置 100は第 1の実施形態の電波無響室 7に代 わり、壁面に開口部を持ち、電磁波放射方向に長さを短くした小型の電波無響室 70 が使用されている。
[0057] また、電磁ホーン 4及び、電磁ホーン 4を載置する架台 6aが電波無響室 70の外部 に設置されて 、る点が異なって 、る。
[0058] 電波無響室 70の壁面に設けた開口部から電磁ホーン 4の開口部を前記電波無響 室 70の内部に突出させてある。
[0059] そして突出させた電磁ホーン 4の開口部に導波管 8が接するように配置してある。
このように配置したので、妨害排除能力試験を実施する際、信号発生器 10、電力増 幅装置 13などの機器を操作しやすく作業性が向上する。
実施例 3
[0060] 次に本発明の第 3の実施形態について図 4を参照して説明する。
[0061] 尚、以下の説明では、上記第 1の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構 成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。
[0062] 図 4に示すように、第 1の実施形態と本実施形態との異なる点は、放射アンテナ 50 を構成している電磁ホーン 4と導波管 8とを、これらの各端面の間が距離 Laだけ離れ るように、間隔を空けて配置し、電磁ホーン 4の上下の外周面に、電磁ホーン 4の開 口面カゝら後方に回り込む電磁波を反射して供試機器に導く反射板 44を設けたことで ある。
[0063] このように電磁ホーン 4と導波管 8とを間隔を空けて配置した場合、伝送ロスはわず かに増えるものの、電磁ホーン 4カゝら放射された電磁波が供試機器 2などの金属体で 反射して電磁ホーン 4に戻ってくる反射電力を、この空間距離 Laによる空間伝搬損 失分だけ減衰させることができ、延いては、アイソレータ 14、ダミー抵抗器 18、電力 増幅器 13の故障を未然に防止できる。
[0064] また、このように電磁ホーン 4と導波管 8とを間隔を空けて配置した場合、その間隔( つまりアンテナ—導波管間の距離 La)や導波管 8の軸方向の長さ Lb (図 5(a)〜(c)参 照)を調整すれば、電磁ホーン 4と導波管 8とを密着させた場合に比べて、電力ロスを 低減できることが、本願発明者等の実験によりわ力つた。
[0065] 以下、この実験について説明する。
(実験 1)
まず、電磁ホーン 4の開口部端面力も供試機器までの長さが lm、電磁波の周波数 が 1. 3GHz,という試験条件下で、最も電力ロスを低減し得る電磁ホーン 4と導波管 8との間隔 (アンテナ 導波管間の距離 La)、及び、導波管 8の軸方向の長さ Lbを求 めるために、図 5 (a)に示す如ぐ反射板 44を設けていない電磁ホーン 4と導波管 8と を電磁ホーン 4の放射軸線上に間隔 Laを空けて配置し、更に、電磁ホーン 4の放射 軸線上で電磁ホーン 4の開口端面から lm (lOOcm)離れた位置に、受信電界強度 測定用の電界プローブを配置した。
[0066] また、この実験では、イミュニティ試験において実際に存在する特定の試験条件に あわせて、電磁ホーン 4の放射軸線及び電磁プローブの床面力ゝらの高さを、それぞ れ、 100cm、 105cmとし、電界プローブの下方 15cmの位置には金属板を水平に配 置した。なお、この金属板は、電界プローブよりも導波管 8側に 10cm突出させた。
[0067] そして、導波管 8には、その軸方向の長さ Lbが 25cm、 50cm, 75cmのものを用い 、その導波管 8を放射軸線上で移動させることにより、電磁ホーン 4の開口端面から 導波管 8の開口端面までの距離 (アンテナ—導波管間の距離) Laを変化させつつ、 電界プローブで得られる受信電界強度を測定した。
[0068] その測定結果を、図 5 (b)及び図 6 (a)に示す。なお、この測定結果は、電磁ホーン 4力も放射させる電磁波の周波数 fを 1. 3GHzに設定した場合の測定結果である。
[0069] 図 5 (b)及び図 6 (a)力も明らかなように、上述した試験条件下では、導波管 8の長さ Lbを 75cmにした場合には、電磁ホーン 4と導波管 8との間隔を開けるよりも密着させ た方が伝送ロスが少なくなるものの、導波管 8の長さ Lbを 50cm、 25cmにした場合に は、電磁ホーン 4と導波管 8とを密着させるよりも間隔を空けて配置した方が伝送ロス が少なくなることがわ力 た。
[0070] また、導波管 8の長さ Lbが 50cmであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできる アンテナ—導波管間の距離 Laは、約 25cmとなり、導波管 8の長さ Lbが 25cmである ときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ 導波管間の距離 Laは、約 45c mとなることがわかった。
(実験 2)
次に、電磁ホーン 4の開口部端面力も供試機器までの長さが l.lm、電磁波の周波 数が 2. 9GHz,という試験条件下で、最も電力ロスを低減し得る電磁ホーン 4と導波 管 8との間隔 (アンテナ—導波管間の距離 La)、及び、導波管 8の軸方向の長さ Lbを 求めるために、図 7 (a)に示す如ぐ反射板 44を設けていない電磁ホーン 4と導波管 8とを電磁ホーン 4の放射軸線上に間隔 Laを空けて配置し、更に、電磁ホーン 4の放 射軸線上で電磁ホーン 4の開口端面から 1. lm (110cm)離れた位置に、受信電界 強度測定用の電界プローブを配置した。
[0071] また、この実験では、イミュニティ試験において実際に存在する特定の試験条件に あわせて、電磁ホーン 4の放射軸線及び電磁プローブの床面力ゝらの高さを、それぞ れ、 100cm、 105cmとし、電界プローブの下方 15cmの位置には金属板を水平に配 置した。なお、この金属板は、電界プローブよりも導波管 8側に 20cm突出させた。
[0072] そして、導波管 8には、その軸方向の長さ Lbが 10cm、 30cm, 50cm, 70cmのも のを用い、その導波管 8を放射軸線上で移動させることにより、電磁ホーン 4の開口 端面から導波管 8の開口端面までの距離 (アンテナ 導波管間の距離) Laを変化さ せつつ、電界プローブで得られる受信電界強度を測定した。
[0073] その測定結果を、図 7 (b)及び図 8 (a)に示す。なお、この測定結果は、電磁ホーン 4力も放射させる電磁波の周波数 fを 2. 9GHzに設定した場合の測定結果である。
[0074] 図 7 (b)及び図 8 (a)力も明らかなように、上述した試験条件下では、導波管 8の長さ Lbを 70cmにした場合には、電磁ホーン 4と導波管 8との間隔を開けるよりも密着させ た方が伝送ロスが少なくなるものの、導波管 8の長さ Lbを 50cm、 30cm, 10cmにし た場合には、電磁ホーン 4と導波管 8とを密着させるよりも間隔を空けて配置した方が 伝送ロスが少なくなることがわかった。
[0075] また、導波管 8の長さ Lbが 50cmであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできる アンテナ—導波管間の距離 Laは、約 10cmとなり、導波管 8の長さ Lbが 30cmである ときに電磁波の伝送ロスを最も少なくできるアンテナ 導波管間の距離 Laは、約 30c mとなり、導波管 8の長さ Lbが 10cmであるときに電磁波の伝送ロスを最も少なくでき るアンテナ一導波管間の距離 Laは、約 50cmとなることがわ力つた。
[0076] そして、上記各実験結果から、受信電界強度自体は、導波管 8が長 、程大きくなる ので、電磁ホーン 4と導波管 8とを間隔を開けて配置する際には、導波管 8の長さ Lb は、試験条件にて規定される電磁ホーン 4の開口端面力も供試機器迄の距離(100c m、 110cm)の略半分の長さ(50cm)に設定し、電磁ホーン 4と導波管 8との間隔は 、電磁波の波長え (1. 3GHzでは約 23cm、 2. 9GHzでは約 10cm)と略等しい距離 (25cm, 10cm)に設定するとよいことがわかった。
[0077] また、こうした実験を各種条件で行ったところ、電磁ホーン 4と導波管 8とを間隔を開 けて配置する際には、導波管 8の長さ Lbは、試験条件にて規定される電磁ホーン 4 の開口端面力 供試機器迄の距離の半分の長さの 0. 8〜1. 2倍に設定し、電磁ホ ーン 4と導波管 8との間隔は、電磁波の波長え (1. 3GHzでは約 23cm、 2. 9GHzで は約 10cm)の 0. 8倍〜 1. 2倍に設定すればよいことがわかった。
[0078] また、上記各実験 1、 2では、電磁ホーン 4と導波管 8との間隔 Laを変化させると、供 試機器の配置位置での受信電界強度だけでなぐその受信電界強度が最大強度か ら 3dBの範囲内になる電力半値エリア(所謂クワイエツトゾーン)も変化することがわ かった。つまり、図 5 (c)及び図 6 (b)、或いは、図 7 (c)及び図 8 (b)に示すように、電 力半値エリアは、導波管 8を電磁ホーン 4に近づける程広くなるのである。
[0079] 従って、電力半値エリアを含む各種条件下でイミュニティ試験を実行可能な試験装 置を構成する際には、その試験条件にあわせて電磁ホーン 4と導波管 8との間隔を 適宜調整できるようにょうにすることが望ま 、。
[0080] そして、そのためには、図 9(a)〜(: c)に示すように、電磁ホーン 4及び導波管 8を、そ れぞれ、支柱 22若しくは支柱 32を介して、アンテナ支持台 24若しくは導波管支持台 34上に固定し、更に、これら各支持台 24, 34を、スライドレール 38上にスライド可能 に配置して、スライドレール 38上で移動させることにより、電磁ホーン 4と導波管 8との 間隔を任意に設定できるようにするとよい。
[0081] そしてこのようにすれば、電磁ホーン 4と導波管 8との中心軸を一致させた状態で、 導波管 8と電磁ホーン 4との間隔を調整できることから、電磁ホーン 4と導波管 8との軸 ずれを防止することができる。
[0082] また、図 9(a)〜(; c)に示す装置では、電磁ホーン 4もスライドレール 38上で移動させ ることができるので、スライドレール 38を固定した状態で、電磁ホーン 4と供試機器と の間隔を調整することもできるようになり、例えば、その間隔を lmにする試験条件と 1 . lmにする試験条件とが存在するような場合にでも、これら各試験を容易に行うこと が可能となる。
[0083] なお、図 9において、(a)は電磁ホーン 4と導波管 8とを横方向力 見た側面図であ り、(b)は、電磁ホーン 4を開口面側から見た正面図であり、(c)は、導波管 8を開口 面側から見た正面図である。
[0084] そして、この図から明らかな如ぐスライドレール 38には 2本の溝 39が形成されてお り、アンテナ支持台 24及び導波管支持台 34の下方には、その溝 39に嵌って回転す る複数のローラ(車輪) 26、 36が設けられている。従って、電磁ホーン 4及び導波管 8 は、スライドレール 38の溝に沿って極めて容易に移動させることが可能となる。
[0085] 次に、図 4に示した本実施形態の妨害排除能力試験装置では、電磁ホーン 4の上 下の外周面に反射板 44を設けている力 この反射板 44は、電磁ホーン 4の外周面 の内、開口端からの距離 Liが 20cmとなる位置に固定されている。また、この反射板 4 4の板面と電磁ホーン 4の外周面とがなす開口端側の角度 Dは、 41° に設定されて いる。
[0086] そして、このように電磁ホーン 4に反射板 44を取り付けた場合と、反射板 44を取り付 けない場合とで、受信電界強度がどのように変化する力を測定した結果、反射板 44 を取り付けて 、な 、ときの受信電界強度が 600VZmである場合、反射板 44を取り 付けると、受信電界強度を 619VZmに増加できることがわ力つた。なお、この測定は 、図 5に示した実験 1の試験条件下で行い、導波管 8の長さ Lbは 50cm、電磁ホーン 4と導波管 8との間隔 Laは 25cmとした。
[0087] そして、この測定結果から、本実施形態のように電磁ホーン 4に反射板 44を設けれ ば、電磁ホーン 4力ゝらの電磁波を供試機器に対してより効率よく放射させることができ ることがゎカゝる。
[0088] なお、電磁ホーン 4に反射板 44を設ける場合、反射板 44は、電磁ホーン 4の上下 の外周面ではなぐ左右の外周面に設けてもよぐ上下左右の外周面に設けてもよい 。また、反射板 44は、単に 1枚の金属板にて構成するのではなぐ図 4に変形例とし て示すように、複数枚の金属板を略平行に配置することによって構成してもよい。そし てこのようにすれば、反射板 44による電磁波の反射効率を高め、電磁ホーン 4からの 電磁波をより効率よく供試機器に放射させることができる。
実施例 4
[0089] 次に本発明の第 4の実施形態として図 10を参照して説明する。
[0090] 尚、以下の説明では、上記第 1の実施形態の妨害排除能力試験装置と同様の構 成要素については同一符号を付与し、詳細な説明は省略する。
[0091] 図 10において、放射アンテナ 5に代わって放射アンテナ 51を備えている。
[0092] 放射アンテナ 51は供試機器 2に放射する電磁波の偏波面を任意の角度に調整で きるようになつている。
[0093] 6cは架台であり放射アンテナ 51を放射軸線 12を中心に回動可能に保持するため のものである。
[0094] 9は距離測定装置であり、導波管 80の端面 (供試機器側)から供試機器 2までの距 離を計測するための装置である。
[0095] 15は電動機であり、前記 51を回動するための動力源である。
[0096] 16は駆動用ベルトであり、電動機の動力を放射アンテナ 51に伝達するためのもの である。
[0097] 電磁ホーン 45の開口面にはフランジ 47が形成されている。
[0098] また、導波管 80の端部にもフランジ 82が形成されている。
[0099] そして、フランジ 47の端面 46とフランジ 82の端面 81を当接させボルト 90、ナット 91 でもって締着されている。 [0100] また、電磁ホーン 45の端部(プローブ側)には支持体 61とプーリー 62がー体形成 されている。
[0101] 架台 6cの上部には凹部 65が設けてあり、ベアリング 60を介して前記支持体 61を 支持している。
[0102] また、図 11に図 10の A— A矢視端面図を示す。 48は電磁ホーン 45の開口部であ り、導波管 80の開口部も同一形状に形成してある。
[0103] 92は前記ボルト 90を揷通するための貫通孔である。
[0104] また、前記放射アンテナ 5がスムーズに回動するように複数個のローラー 64を配置 してある。
[0105] 次に、動作について説明する。
[0106] 放射アンテナ 5に供給された高周波信号は電磁ホーン 45から導波管 80を介して供 試機器 2に所定の電磁界を放射する。
[0107] そこで、放射する電磁界の偏波面を変更して妨害排除能力を試験する場合は、前 記電動機 15を駆動して放射アンテナ 51を放射軸を中心に回動させることで試験平 面において任意の角度の偏波面による妨害排除能力の試験が可能となる。
[0108] 次に、距離測定装置 9についてその測定方法を述べる。図 12に示すように電磁波 を放射する放射アンテナ 51の下方には距離 L3を隔てて複数の距離測定装置 9a、 9 bが備えられている。
[0109] 距離測定装置としてはたとえばレーザーポインターが用いられる。そして、各レーザ 一ポインターを供試機器 2の試験平面の中心に向けて照射する。
[0110] このときの水平面に対する角度を θ 1とし、垂直面に対する角度を Θ 2とすると、下 式より導波管 80の開口端力も供試機器 2の試験平面までの距離 L4を算出することが できる。
[0111] L4= (L3/2) tan ( 0 l) sin ( 0 2) -L5
なお、 L5は導波管 80の突出量であり既知な値である。
[0112] このようにレーザーポインターを用いることにより、測定器を使用しなくても比較的容 易に導波管 80の端面力も供試機器 2の試験平面までの距離 L4を算出することがで きる。 [0113] なお、上記 θ 1及び θ 2の値は直読できるようにしておくことが望ましい。
[0114] 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定さ れるものではなぐ以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部を 適宜に変更して実施することも可能である。
[0115] 上記各実施例では、直線偏波の電磁波による試験装置の例を示したが、電磁ホー ン内(詳しくはプローブ 40とホーンの間に位相差板などの円偏波発生器を介在させ ることにより、円偏波の電磁波を放射でき、円偏波による試験を行うことができる。また 、電磁波の周波数は、 1GHz帯、或いは 3GHz帯であるとして説明した力 イミュ-テ ィ試験に使用する電磁波の周波数としては、 UHF帯〜 SHF帯であれば使用できる
[0116] また、本実施例では架台 6を固定架台として説明したが、架台の底部にキャスター を設けることで、移動が容易になる。また、測定中は誤って架台が移動しないように、 キャスターの回転をロックできる機能を備えて 、ることが望まし 、。
[0117] また、サーキユレータ 14と電力増幅装置 13の間に前記反射電力を検出する検出 器を設け、検出器が出力する検出信号により、この検出信号が所定値を超えた場合 は、前記信号発生器が出力する信号レベルを低下又は OFFするように構成すること ちでさる。
[0118] このように構成することにより、反射電力による前記電力増幅装置の故障を未然に 防止できる効果がある。
[0119] 一方、上記各実施形態の説明では、導波管 8 (或いは 80)の開口面積は、電磁ホ ーン 4 (或いは 45)の開口と一致しているものとして説明した力 例えば、図 13 (a— 1 ) , (a— 2)に示すように、開口面積が電磁ホーン 4の開口よりも広い導波管 8aであつ ても、或いは、図 13 (b— 1)、 (b— 2)に示すように、開口面積が電磁ホーン 4の開口 よりも狭い導波管 8bであっても、電磁ホーン 4からの電磁波の放射方向を供試機器 に導くように補正できる。
[0120] また、図 13 (c— 1)、(c— 2)に示すように、電磁ホーン 4側より供試機器側の方が開 口が狭くなるようにテーパが付けられた導波管 8cであっても、逆に、図 13 (d— 1)、 ( d- 2)に示すように、電磁ホーン 4側より供試機器側の方が開口が広くなるようにテー パが付けられた導波管 8dであっても、電磁ホーン 4からの電磁波の放射方向を供試 機器に導くように補正できるし、図 13 (e— 1)、(e— 2)に示すように、電磁ホーン 4の 前方に、水平或いは垂直方向に導波板 8e、 8fを設けるだけでも、効果は得られる。
[0121] なお、図 13(a)〜(e)において、「—1」を付与した図は、電磁ホーン 4と導波管 8とを 横方向から見た側面図であり、「一 2」を付与した図は、電磁ホーン 4の開口面を導波 管 8を通して見た状態を表す説明図である。そして、上記導波板 8e、 8fや導波管 8a 〜8dは、必ずしも金属板で構成する必要はなぐシールド効果があるメッシュ状のも ので構成してもよい。
[0122] また次に、上記各実施例の説明では、イミュ-ティ試験の試験条件では、電磁ホー ン 4の開口端力も供試機器 (受信点)までの距離が規定されるものとして説明したが、 図 14に示すように、試験条件として、導波管 8の供試機器側開口端から供試機器ま での距離が規定される場合であっても、その試験条件に対応して、導波管 8の長さ L bや電磁ホーン 4と導波管 8との間の距離 Laを設定することにより、供試機器に対して 効率よく電磁波を放射し得る試験装置を実現することができる。
[0123] また、上記実施例の説明では、電磁ホーン 4自体の大きさについては特に説明しな かったが、放射アンテナ 5のアンテナゲインは、電磁ホーン 4の開口面積とゲイン低下 量で決まり、電磁ホーン 4の開口面積が大きいほど大きくなる。また、電磁ホーン 4の ゲイン低下量は、電磁ホーン 4の中心軸方向の長さが長い程、小さくなる。
[0124] つまり、図 15に示すように、電磁ホーン 4として、長さ LSの電磁ホーン 4Sを用いる 場合と、長さ LL (LL>LS)の電磁ホーン 4Lを用いる場合とでは、受信点での電界強 度を同一電界強度にするために各電磁ホーン 4S、 4Lに入力する入力信号 Sinl, S in2を、それぞれ、異なる信号レベルに設定することができ、長さの長い電磁ホーン 4 Lを用いる方が入力信号の信号レベルを小さくすることができる。
[0125] このため、放射アンテナ 5のアンテナゲインを大きくして、電磁波の放射効率を高め るには、電磁ホーン 4に、中心軸方向の長さが長いものを使用するとよい。

Claims

請求の範囲
[1] 放射アンテナ力ゝら供試機器に向けて電磁波を放射することにより、供試機器の妨害 排除能力を試験するのに使用される妨害排除能力試験装置であって、
前記放射アンテナは、電磁ホーンと、該電磁ホーンから放射した電磁波を前記供 試機器に導く導波板と、を備えたことを特徴とする妨害排除能力試験装置。
[2] 前記導波板を複数備え、各導波板は、前記電磁ホーン力 前記供試機器に至る電 磁波の通路の一部を囲むように配置されることを特徴とする請求項 1に記載の妨害排 除能力試験装置。
[3] 前記導波板は、導波管からなり、前記電磁ホーンと前記供試機器との間に配置さ れることを特徴とする請求項 2に記載の妨害排除能力試験装置。
[4] 前記電磁ホーンと前記導波管とは、各々の端面が密着する状態に配置されている ことを特徴とする請求項 3に記載の妨害排除能力試験装置。
[5] 前記電磁ホーンと前記導波管とは、間隔を空けて配置されていることを特徴とする 請求項 4に記載の妨害排除能力試験装置。
[6] 前記電磁ホーンの開口端面から前記供試機器迄の距離、及び、前記電磁ホーン 力も放射する電磁波の周波数は、前記供試機器の試験条件にて規定されており、 前記導波管の軸方向の長さは、その試験条件にて規定される前記電磁ホーンの開 口端面力 前記供試機器迄の距離の略半分の長さに設定され、
前記電磁ホーンと導波管との間隔は、前記電磁波の波長と略等しい距離に設定さ れていることを特徴とする請求項 5に記載の妨害排除能力試験装置。
[7] 前記導波管を前記電磁ホーンに対して接離可能に支持する支持部材を備えたこと を特徴とする請求項 3〜請求項 6の何れかに記載の妨害排除能力試験装置。
[8] 前記支持部材は、スライドレールと、該スライドレール上に移動可能に設けられ前 記導波管を支持する支持台と、力 なることを特徴とする請求項 7に記載の妨害排除 能力試験装置。
[9] 前記電磁ホーンを、その放射軸線を中心に回転させる回動手段を設けると共に、 前記電磁ホーンからは、直線偏波の電磁波を放射するよう構成してなることを特徴と する請求項 1〜請求項 8の何れかに記載の妨害排除能力試験装置。 前記電磁ホーンの周囲に、前記電磁ホーン開口面力 後方に回り込む電磁波を反 射して前記供試機器に導く反射板を設けたことを特徴とする請求項 1〜請求項 9の何 れかに記載の妨害排除能力試験装置。
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