(57)【要約】【課題】異なる偏波の２つのマルチビームアンテナを使用して、測定時にアンテナの高さ方向の移動を抑え、測定時間をより短縮可能にする。【解決手段】それぞれが複数個のアンテナと合成器によりマルチビームを形成する水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナをアンテナマストに取り付け、各マルチビームが供試機器の高さ全体をカバーするように設定しておき、水平電界測定時には水平偏波用マルチビームアンテナによる受信信号を、垂直電界測定時には垂直偏波用のマルチビームアンテナによる受信信号をＲＦセレクタにより選択して測定するようにしたものである。【選択図】図１
2010164330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試機器が発する電磁妨害波を所定距離離れた位置に設定したアンテナを用いて測定する放射ＥＭＩ測定装置において、
それぞれが複数個のアンテナと合成器によりマルチビームを形成する水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナをアンテナマストに取り付け、各マルチビームが供試機器の高さ全体をカバーできるように設定しておき、
水平電界測定時には水平偏波用マルチビームアンテナによる受信信号を、垂直電界測定時には垂直偏波用のマルチビームアンテナによる受信信号をＲＦセレクタにより選択して測定するようにしたことを特徴とする放射ＥＭＩ測定装置。
【請求項２】
水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナは、両マルチビームが同時に供試機器の高さ全体をカバーするように、１本のアンテナマストに対して上下に取り付けられ設定されてなることを特徴とする請求項１記載の放射ＥＭＩ測定装置。
【請求項３】
水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナは、両マルチビームが同時に供試機器の高さ全体をカバーするように、供試機器から等距離でかつ異なる位置に設置された２本のアンテナマストに対して個別に、かつ互いが同じ高さとなるように取り付けられ設定されてなることを特徴とする請求項１記載の放射ＥＭＩ測定装置。
【請求項４】
水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナは、１本のアンテナマストに対して互いが同じ高さとなるように所定角度を隔てて取り付けられると共に、当該１本のアンテナマストに対して前記所定角度を保ちながら回転可能に支持されるようにし、水平電界測定および垂直電界測定に対応するアンテナのマルチビームが供試機器の高さ全体をカバーするように、前記所定角度分正逆回転されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の放射ＥＭＩ測定装置。
【請求項５】
水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナを構成している複数個のアンテナは、ダブルリジッドホーン型アンテナとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の放射ＥＭＩ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器からの放射妨害波を検出／測定する放射ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品やこれを搭載する電子装置の電磁環境適合性（ＥＭＣ：Electro-Magnetic Compatibility）を評価するＥＭＣ試験として、エミッション測定とイミュニティ試験（またはＥＭＳ（Electro Magnetic Susceptibility）試験と呼ばれる）がある。ＥＭＩ測定は、試験の対象物である電子部品や電子装置（以下、供試機器とする）から放射される電磁妨害波（以下、放射ＥＭＩと適宜記載する）の大きさを測定する。一方、イミュニティ試験は、外部から電磁妨害波を受けた際における機器の耐性を評価する。
例えば非特許文献１に示されている放射ＥＭＩ試験で使用する従来の放射ＥＭＩ測定装置は、図６に示すように、一般的に測定用アンテナの数が１個のものである。このような装置では、測定用アンテナが形成するビーム幅から供試機器が外れた場合、測定用アンテナを破線で示すように移動させて、複数回測定する必要がある。一方、測定用アンテナを駆動制御することなく測定する技術として、例えば特許文献１に開示されているＥＭＩ測定装置がある。この装置では、供試機器をｘｙｚ座標の原点位置に配置し、複数の測定用アンテナをｘ−ｙ−ｚの３軸に配置することにより、供試機器からの放射ＥＭＩの測定を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７４３８３９号公報（特開平８−０４３４６６号公報）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】国際無線障害特別委員会ＣＩＳＰＲ１６「無線周波妨害波及びイミュニティ測定装置並びに測定方法の規格」、第２部、第３編
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６に示すような放射ＥＭＩ測定では、１個の測定用アンテナで行うため、測定用アンテナのビーム幅から供試機器が外れる場合、測定用アンテナを高さ方向に複数回移動させて測定する必要がある。実際の測定では、それぞれのアンテナ高さにおいて、供試機器を搭載する測定用テーブルを３６０度回転させて測定する必要があるため、アンテナ高さを変える回数分測定時間が増加するという問題がある。
一方、特許文献１に記載される測定装置では、複数の測定用アンテナで供試機器からの電磁妨害波を同時に受信するようにしているため、測定用アンテナの高さ方向の移動を省略することはできる。しかしながら、複数個の測定用アンテナで受信した場合、各周波数における受信信号の位相がずれて観測された場合、各測定用アンテナの信号を合成する際に受信信号が打ち消しあう場合があり、放射妨害波が存在しない誤測定を招く危険がある。放射ＥＭＩ測定では、供試機器から発生する放射妨害波の最大レベルを観測することが目的であり、本趣旨から外れるという問題がある。したがって、複数のアンテナを使ったマルチビームアンテナを使用した放射ＥＭＩ測定の場合、複数個の受信信号の打ち消しが発生しないように、かつ測定用マルチビームアンテナのビーム幅から供試機器が外れないようにする性能を持ったアンテナが必要となる。
【０００６】
また、引用文献１に記載されている放射ＥＭＩ測定では、水平電界と垂直電界の測定を実施する必要があり、先述した性能を維持した垂直偏波用と水平偏波用のマルチビームアンテナを用いる必要がある。先述の性能を維持する複数のアンテナを用いたマルチビームアンテナを形成する場合、複数のアンテナの配置がＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向それぞれで位置制御が重要となる。さらに、使用している単一アンテナの垂直偏波と垂直偏波におけるビーム幅が異なるものもあり、複数のアンテナで形成される水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナは、それぞれ個別のアンテナとして形成する場合もある。このため、放射ＥＭＩ測定では水平と垂直の偏波別のアンテナを毎回交換する必要があるため、測定時間の増加を招くという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、異なる偏波の２つのマルチビームアンテナを使用して、測定時にアンテナの高さ方向の移動を抑え、測定時間をより短縮可能にする放射ＥＭＩ測定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る放射ＥＭＩ測定装置は、供試機器が発する電磁妨害波を所定距離離れた位置に設定したアンテナを用いて測定する放射ＥＭＩ測定装置において、それぞれが複数個のアンテナと合成器によりマルチビームを形成する水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナをアンテナマストに取り付け、各マルチビームが供試機器の高さ全体をカバーするように設定しておき、水平電界測定時には水平偏波用マルチビームアンテナによる受信信号を、垂直電界測定時には垂直偏波用のマルチビームアンテナによる受信信号をＲＦセレクタにより選択して測定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、水平偏波用、垂直偏波用の２つのマルチビームアンテナを用いることにより、電磁妨害波の測定時において一定の範囲に入る高さを持つ各種供試機器に対してはアンテナの高さ調整を行うことなく測定できるようになる。また、水平電界測定時および垂直電界測定時にはその都度面倒なアンテナ交換をする手間も省くこともできる。結果、従来よりも測定工数を簡素化できるため、測定時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。
【図２】同実施の形態１の放射ＥＭＩ測定装置による測定状況を示す説明図である。
【図３】同実施の形態１の放射ＥＭＩ測定装置による他の測定状況を示す説明図である。
【図４】同実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。
【図５】同実施の形態３による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。
【図６】従来の放射ＥＭＩ測定装置による測定状況を示す説明図である。
【図７】放射ＥＭＩ測定装置による測定規定について示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。
図１において、水平偏波用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０が１本のアンテナマスト３０に上下段違いにして共に固定されている。水平偏波用マルチビームアンテナ１０は、２個のダブルリジッドホーン型アンテナ１１，１２と合成器１３を組み合わせた構成を持つ。また、垂直偏波用マルチビームアンテナ２０も、２個のダブルリジッドホーン型アンテナ２１，２２と合成器２３を組み合わせた構成を持つ。ＲＦセレクタ４０は、水平偏波測定時および垂直偏波測定時に受信信号の経路切り替えを行う手段である。プリアンプ５０と受信機６０は放射ＥＭＩ測定装置として一般的に使用される機器であり、ＲＦセレクタ４０で切り替えられるアンテナ１０，２０で測定合成された受信信号がプリアンプ５０、受信機６０に与えられるようになっている。
以上の構成において、ＲＦセレクタ４０による受信信号の切り替えにより、水平偏波用と垂直偏波用のアンテナの機械的な交換を不要とする測定が可能となる。
【００１２】
ここで、合成器１３，２３とＲＦセレクタ４０を接続するケーブルＡ１，Ａ２は、高周波信号を伝送するため、同等の電気特性を持ち、かつ同じ長さのケーブルとする必要がある。一般的にケーブルが長くなると高周波信号が減衰する特性を持っているので、ケーブル長は可能な限り短くした方が良く、ケーブルＡ１，Ａ２の減衰量を同じにする必要がある。この条件でないと水平偏波測定時と垂直偏波測定時における受信機６０での受信レベルが異なる。ケーブルＡ１，Ａ２による信号減衰量の上限値はマルチビームアンテナの利得により決まるため、アンテナ利得が大きい場合は、ケーブルＡ１，Ａ２の信号減衰量の上限値が緩和される。なお、ケーブルＡ１，Ａ２として、ケーブル長が異なるものを使用しなければならない場合には、水平偏波測定時と垂直偏波測定時の測定系での減衰特性が同じになるように、受信機６０側においてソフトウェア処理によって補正するようにしても良い。
【００１３】
次に、動作について説明する。
図２に示すように、２つのマルチビームアンテナ１０，２０は共に電波受信面を供試機器１０１方向に向けて１本のアンテナマスト３０に固定されている。両マルチビームアンテナ１０，２０が形成するマルチビームのビーム幅は、測定用テーブル１００上に載置された供試機器１０１の高さ全体を同時にカバーしている。したがって、両マルチビームアンテナ１０，２０は、水平電界測定時および垂直電界測定時のいずれにおいても供試機器１０１が発する電磁妨害波を同時に受信することができる。今、水平電界を測定する場合は、ＲＦセレクタ４０を水平偏波用マルチビームアンテナ１０による受信信号を選択するように切り替える。これにより、水平偏波用アンテナ１０で受信合成された水平偏波の受信信号はプリアンプ５０、受信機６０に送られる。一方、垂直電界を測定する場合は、ＲＦセレクタ４０を垂直偏波用マルチビームアンテナ２０による受信信号を選択するように切り替えることによって、受信合成された垂直偏波の受信信号が取り出される。
以上のように、供試機器１０１の高さに対して２つのマルチビームアンテナ１０，２０のそれぞれのビーム幅が供試機器１０１の高さ全体をカバーしている場合は、ハイトスキャン（高さ調整）を不要とする条件と合致するため、垂直偏波用と水平偏波用のマルチビームアンテナ１０，２０は、高さ調整が不要となる。
【００１４】
ところで、２つのマルチビームアンテナ１０，２０は、電波受信面を同時に供試機器１０１方向に向けているため、共に１本のアンテナマスト３０に固定する位置は上下段違いになっている。すなわち、２つのマルチビームアンテナ１０，２０の高さが異なる状態を作り出している。そのため、当初予定していた範囲よりも大きい高さの供試機器を測定しなければならなくなった場合、例えば図３に示すように、少なくとも一方のマルチビームアンテナ２０のビーム幅が供試機器１０２の高さを全てカバーできなくなるような状況が起きた場合には、マルチビームアンテナ２０の高さ調整が必要となることが考えられる。そのため、高さ調整機構は一応備えておき、両マルチビームアンテナ１０，２０のビーム幅に納まる、ある一定の範囲に入る高さの供試機器に対しては高さ調整機構を初期設定の状態のまま使用せずに測定し、一定の範囲を超えてしまうような高さを持つ大型の供試機器に対しては高さ調整機構を使用して両ビーム幅に納まるように調整できるようにしても良い。また、非特許文献１によれば、アンテナ高さ方向に移動した測定を不要とする条件は、測定用アンテナのビーム幅が供試機器を全てカバーする場合であるが、その時は図７のように、供試機器の高さの中心にアンテナを移動する規定があり、この規定に沿う測定を行うためにはアンテナマストに高さ調整機構を敢えて設ける必要もある。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１によれば、一定の範囲に入る高さを持つ各種供試機器をカバーするマルチビームを複数個のアンテナと合成器により形成する水平偏波用マルチビームアンテナと垂直偏波用マルチビームアンテナ１０，２０を用い、両マルチビームアンテを１本のアンテナマスト３０に対して上下に取り付け、両マルチビームが同時に供試機器の高さ全体をカバーするように設定しておき、水平電界測定時には水平偏波用マルチビームアンテナ１０による受信信号を、垂直電界測定時には垂直偏波用のマルチビームアンテナ２０による受信信号をＲＦセレクタ４０により選択して測定するようにしている。したがって、水平偏波用、垂直偏波用の２つのマルチビームアンテナを用いることにより、水平電界測定時および垂直電界測定時において、その都度アンテナを交換することなく、また一定の範囲に入る高さを持つ各種供試機器に対してはアンテナの高さ調整を行うことなく電磁妨害波の測定を行うことができる。結果、従来よりも測定工数を簡素化できるため、測定時間の短縮が可能となる。
なお、上記例ではマルチビームアンテナ１０，２０として、ダブルリジッドホーン型アンテナを２個使用した例を示しているが、特にアンテナの個数に制限は無く、また、他種類のアンテナを複数個組み合わせたものとしても良い。このことは以下の実施の形態においても同様とする。
【００１６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、主に構成上実施の形態１と異なる点について説明する。
水平偏波測定用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０は、それぞれ供試機器１０３から等距離でかつ異なる位置に設置されたアンテナマスト３１，３２に対して個別に、かつ互いが同じ高さとなるようにして固定されている。この場合、２つのマルチビームアンテナ１０，２０の配置としては、供試機器１０３とアンテナ受信面間の距離Ｒを半径とした円周上とし、アンテナ受信面の向きは回転する測定用テーブル１００上の供試機器１０３の回転中心部とする構成が望ましい。
動作については、実施の形態１と同様なので説明は省略する。
【００１７】
合成器１３，２３とＲＦセレクタ４０をそれぞれ接続するケーブルＢ１、Ｂ２は、実施の形態１のケーブルＡ１，Ａ２と同様、同等の電気特性を持ち、かつ同じ長さのケーブルとする必要がある。一般的にケーブルが長くなると信号が減衰する特性を持っているので、ケーブル長さは可能な限り短くした方が良く、２つのアンテナマスト３１，３２の土台の大きさにより距離を離す必要がある場合は、ケーブルＢ１、Ｂ２の長さを同一とし減衰量を同じにするのが望ましい。ケーブルＢ１、Ｂ２による信号減衰量の上限値はマルチビームアンテナの利得により決まるため、アンテナ利得が大きい場合は、ケーブルＢ１、Ｂ２の信号減衰量の上限値が緩和される。また、ケーブル長が異なるものを使用しなければならない場合には、水平偏波測定時と垂直偏波測定時の測定系での減衰特性が同じになるように、受信機６０側においてソフトウェア処理によって補正するようにしても良い。
【００１８】
この実施の形態２の場合、水平偏波測定用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０は、２本のアンテナマスト３１，３２に個別に取り付けられているので、両マルチビームアンテナ１０，２０は同じ高さに設定できる。そのため、図３で説明したような高さ調整を必要とするケースは、起りにくい。しかしながら、供試機器の高さが予定のものよりも極めて大きい場合は、従来と同様、高さ調整を必要とすることもある。また、先述したように、図７のように供試機器の高さの中心にアンテナを移動するという規定に対処するためには、アンテナの高さ調整機構を設ける必要がある。したがって、高さ調整機構は一応備えておき、両マルチビームアンテナ１０，２０のビーム幅に納まる、ある一定の範囲に入る高さの供試機器に対しては高さ調整機構を初期設定の状態のまま使用せずに測定し、一定の範囲を超えてしまうような高さの大型供試機器に対しては高さ調整機構を使用して両ビーム幅に納まるように調整できるように構成しても良い。
【００１９】
以上のように、この実施の形態２によれば、水平偏波用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０を、供試機器から等距離でかつ異なる位置に設置された２本のアンテナマスト３１，３２に対して、個別に、かつ互いが同じ高さとなるように取り付け、両マルチビームが同時に供試機器の高さ全体をカバーするように設定している。したがって、水平偏波用、垂直偏波用の２つのマルチビームアンテナを用いることにより、水平電界測定時および垂直電界測定時において、その都度アンテナを交換することなく、また一定の範囲に入る高さを持つ各種供試機器に対してはアンテナの高さ調整を行うことなく電磁妨害波の測定を行うことができる。結果、従来よりも測定工数を簡素化できるため、測定時間の短縮が可能となる。
【００２０】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による放射ＥＭＩ測定装置の構成を示す説明図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、構成上実施の形態１と異なる点について主に説明する。
実施の形態３は、図１に示した実施の形態１の構成の変形例である。水平偏波用と垂直偏波用のマルチビームアンテナ１０，２０を１本のアンテナマスト３０の周りに１８０度回転させる機構としている。マスト取り付け部材３０１は、２つのマルチビームアンテナ１０，２０を例えば１８０度隔てて支持し、かつアンテナマスト３０に取り付けたときに、マルチビームアンテナ１０，２０を同じ高さで、かつアンテナマスト３０に対して回転可能に支持する。したがって、水平電界測定時および垂直電界測定時には、水平偏波用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０を、お互いの角度（１８０度）を保ちながら、測定する偏波ごとに水平に１８０度分正逆回転させることにより、測定に対応するマルチビームアンテナを供試機器と向かい合うようにすることで、そのマルチビームが供試機器の高さ全体をカバーするようにしている
【００２１】
なお、この例では、マスト取り付け部材３０１は２つのマルチビームアンテナ１０，２０を１８０度隔てて支持しているが、これはアンテナマスト３０に対する加重をバランスさせるためである。アンテナマスト３０が十分直立性を保てる堅固な構造であり、かつ２つのマルチビームアンテナ１０，２０が当接し合わないならば、両者の角度は必ずしも１８０度でなくてもよい。その場合、回転させる角度も１８０度とはならない。
また、アンテナ高さ方向の調整機構を必要とする場合については、実施の形態１、実施の形態２で述べたと同様の考え方である。
【００２２】
以上のように、この実施の形態３によれば、水平偏波用マルチビームアンテナ１０と垂直偏波用マルチビームアンテナ２０を、１本のアンテナマスト３０に対して互いが同じ高さとなるように所定角度隔てて取り付け、さらに当該アンテナマスト３０に対して所定角度を保ちながら回転可能に支持するようにし、水平電界測定時および垂直電界測定時には、両マルチビームアンテナ１０，２０を所定角度分正逆回転させることで水平電界測定および垂直電界測定に対応するアンテナのマルチビームが供試機器の高さ全体をカバーするようにしている。したがって、水平偏波用、垂直偏波用の２つのマルチビームアンテナを用いることにより、水平電界測定時および垂直電界測定時において、その都度アンテナを回転させて簡単に交換することができ、一定の範囲に入る高さを持つ各種供試機器に対してはアンテナの高さ調整を行うことなく電磁妨害波の測定を行うことができる。結果、従来よりも測定工数を簡素化できるため、測定時間の短縮が可能となる。
【符号の説明】
【００２３】
１０  水平偏波用マルチビームアンテナ、１１，１２，２１，２２  ダブルリジッドホーン型アンテナ、１３，２３  合成器、２０  垂直偏波用マルチビームアンテナ、３０，３１，３２  アンテナマスト、４０  ＲＦセレクタ、５０  プリアンプ、６０  受信機、１００  測定用テーブル、１０１，１０２，１０３  供試機器、３０１  マスト取り付け部材、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２  ケーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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