(57)【要約】      （修正有）【課題】電気・電子機器から放出される電磁ノイズの周波数特性と、無線機器が利用する電波の周波数特性を記録し、それらを比較することによって、電気・電子機器周辺での無線機器の利用可否を判別する無線機器利用可否判別装置及びその方法を提供する。【解決手段】対象電磁ノイズ検出部１１０で電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡ（対象電磁ノイズ）の周波数スペクトルの測定を行い、検出した対象電磁ノイズの周波数スペクトルをスペクトル解析部１２０に送信する。スペクトル解析部１２０において受信した周波数スペクトルを対象電磁ノイズデータに変換し、対象電磁ノイズデータをデータベース部１３０に記録する。対象電磁ノイズデータと基準周波数データを比較して、基準周波数における対象電磁ノイズのピークの有無に基づいて無線機器の利用可否を判定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機器が利用する電波の基準周波数帯が記録された記憶部と、
電波測定用アンテナを備え、利用可否を判断する無線機器が利用する電波の基準周波数帯を前記記憶装置から読み出し、読み出した前記基準周波数帯において電気・電子機器から放射された放射電磁ノイズを前記電波測定用アンテナで測定し、前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出する対象電磁ノイズ検出部と、
前記対象電磁ノイズ検出部で検出された前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルから、前記基準周波数帯において対象電磁ノイズのピークの有無を検出するスペクトル解析部と、
前記基準周波数帯における前記対象電磁ノイズのピークの有無の検出結果に基づき前記無線機器の利用の可否を判別する前記利用可否判別部と、
を備えたことを特徴する無線機器利用可否判別装置。
【請求項２】
前記対象電磁ノイズ検出部は、測定する前記電気・電子機器毎に設定された、前記無線機器が使用する周波数帯域、リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータに関する設定条件に基づき放射電磁ノイズを測定することを特徴とする請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置。
【請求項３】
前記利用可否判別部は、前記基準周波数が不連続な複数の帯域を含む場合、帯域毎に利用の可否を判別することを特徴とする請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置。
【請求項４】
前記基準周波数帯は、占有周波数帯幅または必要周波数帯幅の下限の周波数から上限の周波数までの周波数帯であることを特徴とする請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置。
【請求項５】
無線機器が利用する電波の基準周波数帯が記憶装置に記録されている場合、利用可否を判断する無線機器が利用する電波の基準周波数帯を前記記憶装置から読み出すステップと、
読み出した前記基準周波数帯において電気・電子機器から放射された放射電磁ノイズを電波測定用アンテナで測定し、前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出するステップと、
検出された前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルから、前記基準周波数帯において対象電磁ノイズのピークの有無を検出するステップと、
前記基準周波数帯における前記対象電磁ノイズのピークの有無の検出結果に基づき前記無線機器の利用の可否を判別するステップと、
を有することを特徴する無線機器利用可否判別方法。
【請求項６】
前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出するステップは、測定する前記電気・電子機器毎に設定された、前記無線機器が利用する周波数帯域、リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータに関する設定条件に基づき放射電磁ノイズを測定することを特徴とする請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法。
【請求項７】
前記利用可否判別ステップは、前記基準周波数が不連続な複数の帯域を含む場合、帯域毎に利用の可否を判別することを特徴とする請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法。
【請求項８】
前記基準周波数帯は、占有周波数帯幅または必要周波数帯幅の下限の周波数から上限の周波数までの周波数帯であることを特徴とする請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子機器の周辺で、特定の無線機器を利用した場合、その無線機器が発する電波が電気・電子機器に電磁干渉などによる誤作動を及ぼすか否かを簡易的に判定する無線機器利用可否判別装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信設備や病院などの電気・電子機器を扱う場所においては、電磁干渉による電気・電子機器の誤作動防止のため、無線機器の利用は一部を除いて禁止されている。そのため、従来は、電気・電子機器の電波に対する耐力（イミュニティ）を評価し、無線機器の電波の強さよりも高いイミュニティレベルとなるよう、電気・電子機器をシールド材で覆う手法（特許文献１参照）、あるいは、無線機器の電波の強さが電気・電子機器のイミュニティレベルよりも低くなるよう、使用する無線機器の電波の出力レベルを抑制する手法がとられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３１１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このように無線機器の利用可否を判断するためには、電気・電子機器の電波に対するイミュニティレベルを知ることが必須であり、無線機器が使用する全ての周波数の電波について、どの程度の強さまで電気・電子機器が正常に動作するかを試験する必要があった。そして、それら試験結果に基づき電気・電子機器に対して施した対策が十分であるかを確かめるため、イミュニティ試験を改めて実施しなければならず、時間とコストがかかるという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電気・電子機器から放出される放射電磁ノイズの周波数特性と、無線機器が利用する電波の周波数特性を記録し、それらを比較することによって、電気・電子機器周辺での無線機器の利用可否を判別する無線機器利用可否判別装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、無線機器利用可否判別装置であって、無線機器が利用する電波の基準周波数帯が記録された記憶部と、電波測定用アンテナを備え、利用可否を判断する無線機器が利用する電波の基準周波数帯を前記記憶装置から読み出し、読み出した前記基準周波数帯において電気・電子機器から放射された放射電磁ノイズを前記電波測定用アンテナで測定し、前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出する対象電磁ノイズ検出部と、前記対象電磁ノイズ検出部で検出された前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルから、前記基準周波数帯において対象電磁ノイズのピークの有無を検出するスペクトル解析部と、前記基準周波数帯における対象電磁ノイズのピークの有無の検出結果に基づき前記無線機器の利用の可否を判別する前記利用可否判別部と、を備えたことを特徴する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置において、前記対象電磁ノイズ検出部は、測定する前記電気・電子機器毎に設定された、前記無線機器が使用する周波数帯域、リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータに関する設定条件に基づき放射電磁ノイズを測定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置において、前記利用可否判別部は、前記基準周波数帯が不連続な複数の帯域を含む場合、帯域毎に利用の可否を判別することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の無線機器利用可否判別装置において、前記基準周波数帯は、占有周波数帯幅または必要周波数帯幅の下限の周波数から上限の周波数までの周波数帯であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、無線機器利用可否判別方法であって、無線機器が利用する電波の基準周波数帯が記憶装置に記録されている場合、利用可否を判断する無線機器が利用する電波の基準周波数帯を前記記憶装置から読み出すステップと、読み出した前記基準周波数帯において電気・電子機器から放射された放射電磁ノイズを電波測定用アンテナで測定し、前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出するステップと、検出された前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルから前記基準周波数帯において対象電磁ノイズのピークの有無を検出し、前記基準周波数帯における対象電磁ノイズのピークの有無の検出結果に基づき前記無線機器の利用の可否を判別するステップと、を有することを特徴する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法において、前記放射電磁ノイズの周波数スペクトルを検出するステップは、測定する前記電気・電子機器毎に設定された、前記無線機器が利用する基準周波数、リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータに関する設定条件に基づき放射電磁ノイズを測定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法において、前記利用可否判別ステップは、前記基準周波数が不連続な複数の帯域を含む場合、帯域毎に利用の可否を判別することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の無線機器利用可否判別方法において、前記基準周波数帯は、占有周波数帯幅または必要周波数帯幅の下限の周波数から上限の周波数までの周波数帯であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
電気・電子機器から放出される電磁ノイズは法律などで規制されており、必ず測定が実施される。本発明はこの測定結果を用いて無線機器利用の可否が判定できるため、改めて電波に対するイミュニティ試験を実施する必要が無く、時間とコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】外部からの電磁ノイズから影響を受けてはいけない電気・電子機器と電気・電子機器の周辺で利用したい無線機器を示す図である。
【図２】（ａ）は、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡのピークが、無線機器１１が利用する電波Ｂの周波数帯にある場合の周波数スペクトルを示す図であり、（ｂ）は、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡのピークが、無線機器１１が利用する電波Ｂの周波数帯にない場合の周波数スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線機器利用可否判別装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る対象電磁ノイズの検出手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線機器の利用可否判別手順を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は設定条件を示す図であり、（ｂ）は対象電磁ノイズデータを示す図であり、（ｃ）は基準周波数データを示す図である。
【図７】（ａ）は比較される対象電磁ノイズデータと基準周波数データとを示す図であり、（ｂ）は比較される対象電磁ノイズデータと基準周波数データとの重なりを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１７】
図１に、外部からの電磁ノイズから影響を受けてはいけない電気・電子機器１０と電気・電子機器の周辺で利用したい無線機器（携帯電話、無線ＬＡＮなど）１１を示す。電気・電子機器１０からは放射電磁ノイズＡが放射され、無線機器１１からはその無線機器１１が利用する電波Ｂが放射されている。
【００１８】
図２（ａ）に、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡのピークが、無線機器１１が利用する電波Ｂの周波数帯にある場合の周波数スペクトルを示し、図２（ｂ）に、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡのピークが、無線機器１１が利用する電波Ｂの周波数帯にない場合の周波数スペクトルを示す。放射電磁ノイズＡのピークとは、図２（ａ）に示すように、ノイズフロア（ＮＦ）より所定のレベル以上、例えば６ｄＢ以上高いものである。よって、図２（ｂ）のように、放射電磁ノイズＡがノイズフロアとほぼ同レベルで平坦である場合、放射電磁ノイズＡのピークは無いものとする。尚、図２（ａ）、（ｂ）は、無線機器１１が利用する電波の１つの周波数帯についてのみ示しているが、無線機器１１が複数の周波数帯を利用する場合は、同じようにそれぞれの周波数帯において放射電磁ノイズＡのピークの有無を判定する。
【００１９】
電気・電子機器１０からの放射電磁ノイズＡは、電気・電子機器１０の動作に利用する信号やクロック、あるいはそれらの高調波成分が合成されたものと考えられる。そのため、例えば、電気・電子機器１０が動作に利用するクロックと同じ周波数の電磁波が外部から侵入すると、お互いに干渉し、電気・電子機器１０の回路においてクロックを正確に受信できなくなる。従って、電気・電子機器１０からの放射電磁ノイズの周波数帯域に無線機器１１が利用する電波Ｂの周波数帯域が重なると、電気・電子機器１０が誤作動を起こす可能性があると判定することができる。
【００２０】
すなわち、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡと、無線機器１１が利用する電波Ｂとが周波数軸上で重なる場合は、電気・電子機器１０の周辺で無線機器１１が利用できないと判定し、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡと、無線機器１１が利用する電波Ｂとが周波数軸上で重ならない場合は、電気・電子機器１０の周辺でも無線機器１１が利用できると判定する。
【００２１】
図３に、本発明の一実施形態に係る無線機器利用可否判別装置の構成を示す。無線機器利用可否判別装置１００は、対象電磁ノイズ検出部１１０、放射電磁ノイズ測定用アンテナ１１１、スペクトル解析部１２０、データベース部１３０、利用可否判別部１４０、メモリ部１５０、表示部１６０、入力部１７０からなる。
【００２２】
対象電磁ノイズ検出部１１０は、放射電磁ノイズ測定用アンテナ１１１が受信した電気・電子機器１０からの放射電磁ノイズＡを検出し、それらの周波数スペクトルをスペクトル解析部１２０に送信する機能を有する。この機能は、スペクトラムアナライザなどの測定器で利用されているスーパーヘテロダイン方式等の一般的に知られている技術で実現可能であるため、詳細は省略する。
【００２３】
ここでは、対象電磁ノイズ検出部１１０として、スペクトラムアナライザを用いる場合を説明するが、オシロスコープ等の測定器を用いて、時間軸上の波形からフーリエ変換により周波数スペクトルを得てもよい。スペクトラムアナライザ等の測定器で放射電磁ノイズＡを検出する場合、測定対象となる周波数範囲、リファレンスレベル、分解能帯域幅（ＲＢＷ）、フィルタ、アッテネータ等の設定が必要となる（後述のステップ４０３参照）。
【００２４】
さらに、対象電磁ノイズ検出部１１０は、測定対象となる電気・電子機器１０を測定した際に、無線機器１１が利用する周波数範囲、リファレンスレベル、ＲＢＷ等の測定条件を電気・電子機器１０の種類毎にデータベース部１３０に記録させる機能も有し、必要に応じてデータベース部１３０から呼び出すことで測定を簡単化することができる。
【００２５】
スペクトル解析部１２０は、対象電磁ノイズ検出部１１０から受信した周波数スペクトルを『対象電磁ノイズデータ』に変換し、データベース部１３０に記録する機能を有する。『対象電磁ノイズデータ』への変換方法については後述する。
【００２６】
データベース部１３０は、対象電磁ノイズ検出部１１０からの電気・電子機器の測定条件や、スペクトル解析部１２０からの電気・電子機器１０の『対象電磁ノイズデータ』を種類毎に記録する機能を有する。または、無線機器１１が利用する電波の周波数帯域を『基準周波数データ』として無線通信方式毎に記録する機能を有する。これらの『基準周波数データ』は、事前にデータベースに登録されていてもよいし、必要に応じてユーザが入力部１７０から手入力してもよい。尚、この基準周波数とは、占有周波数帯幅または必要周波数帯幅の下限から上限までの周波数のことである。
【００２７】
また、利用可否判別部１４０からの要求に従って、利用可否判別部１４０に『基準周波数データ』を送信する機能を有する。また、対象電磁ノイズ検出部１１０からの要求に従って、電気・電子機器１０の測定条件を対象電磁ノイズ検出部１１０に送信する機能を有する。
【００２８】
利用可否判別部１４０は、メモリ部１５０、またはデータベース部１３０から『対象電磁ノイズデータ』と『基準周波数データ』を読み出し、読み出した『対象電磁ノイズデータ』に対して『基準周波数データ』の周波数範囲内に電磁ノイズのピークの有無を検出し、ピークが存在する場合は、無線機器１１の利用は不可、ピークが存在しない場合は、無線機器１１の利用は可能という判定結果を表示部１７０へ送信する機能を有する。『対象電磁ノイズデータ』に対する『基準周波数データ』の周波数範囲内に電磁ノイズのピークの有無の検出方法と無線機器１１の利用可否の判定方法は後述する。
【００２９】
メモリ部１５０は、スペクトル解析部１２０が、対象電磁ノイズ検出部１１０からの周波数スペクトルを『対象電磁ノイズデータ』へ変換する際に、それぞれの周波数スペクトルを一時的に記録しておく機能を有する。また、利用可否判別部１４０が、データベース部１３０から読み出した『対象電磁ノイズデータ』や『基準周波数データ』を一時的に記録しておくための機能を有する。
【００３０】
表示部１６０は、利用可否判別部１４０からの無線機器１１の利用可否の判別結果を表示、あるいは無線機器利用可否判定システム１００の動作状況等を表示する機能を有する。
【００３１】
入力部１７０は、各種の無線通信方式で利用する周波数帯域のデータを『基準周波数データ』として入力するための機能、あるいは無線機器利用可否判定システム１００へ各種動作の設定を入力するための機能を有する。
【００３２】
図４に、本発明の一実施形態に係る対象電磁ノイズの検出フローを示す。先ず、無線機器利用可否判別システム１００の電源を入れる（ステップ４０１）。利用を検討している無線機器１１の基準周波数データがないかデータベース部１３０を検索する（ステップ４０２）。
【００３３】
基準周波数データがデータベース部１３０にある場合、測定対象となる電気・電子機器１０を測定するための設定条件がないかデータベース部１３０を検索する（ステップ４０３）。基準周波数データがない場合、ユーザが、入力部１７０から無線機器１１が利用する電波の周波数帯域を基準周波数データとしてデータベース部１３０に入力し（ステップ４０４）、入力された基準周波数データを図６（ｃ）に示すように無線通信方式、あるいは無線機器毎にデータベース部１３０に記録し（ステップ４０５）、ステップ４０３に進む。
【００３４】
測定対象となる電気・電子機器１０を測定するための設定条件、すなわち、無線機器１１が使用する周波数帯域、リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータ等（図６（ａ））がデータベース部１３０にある場合、その設定条件を対象電磁ノイズ検出部１１０に設定してアンテナ１１１を水平偏波と垂直偏波の両方を受信可能なように設置し、電気・電子機器１０の放射電磁ノイズＡ（対象電磁ノイズ）の周波数スペクトルの測定を行う（ステップ４０８）。測定対象となる電気・電子機器１０を測定するための設定条件がデータベース部１３０にない場合、基準周波数データをカバーする周波数帯域を対象電磁ノイズ検出部１１０に手動で設定する。但し、周波数帯域が広い場合は適切な範囲で分割し、設定する（ステップ４０７）。リファレンスレベル、フィルタ、アッテネータ等を手動で設定（ステップ４０８）し、ＲＢＷやＶＢＷ（ビデオ帯域幅）等を手動で設定する（ステップ４０９）。そして、ステップ４０７〜４０９で設定した条件で測定対象の電気・電子機器１０の対象電磁ノイズを適切に検出できるか判断する（ステップ４１０）。対象電磁ノイズを適切に検出できると判断した場合、その設定条件をデータベース部１３０に記録し（ステップ４１１）、ステップ４０８に進む。ステップ４０８で測定した結果、対象電磁ノイズ検出部１１０で測定対象となる電気・電子機器１０の対象電磁ノイズを検出する（ステップ４１５）。
【００３５】
図５に、本発明の一実施形態に係る無線機器の利用可否判別フローを示す。図４に示すように測定対象となる電気・電子機器１０の対象電磁ノイズを検出する（ステップ５０１）。対象電磁ノイズ検出部１１０で検出した対象電磁ノイズの周波数スペクトルをスペクトル解析部１２０に送信する（ステップ５０２）。スペクトル解析部１２０において受信した周波数スペクトルを対象電磁ノイズデータに変換し（ステップ５０３）、対象電磁ノイズデータを図６（ｂ）に示すような形でデータベース部１３０に記録する（ステップ５０４）。
【００３６】
対象電磁ノイズデータとは、図６に示すように利用可否を判断する無線機器の基準周波数データに基づいて周波数範囲を決定し、その周波数範囲内においてノイズフロアよりも６ｄＢ以上レベルが高いピークを検出したものである。また、無線機器１１が電気・電子機器１０に対して誤作動などの影響を及ぼさないための十分な余裕をもたせたい場合は、ピークとして検出するレベルをノイズフロアよりも３ｄＢ以上高いものとすることもできる。
【００３７】
ここで例えば、電気・電子機器１０の周辺で無線方式Ｇの無線機器１１が利用可能か否かを判定する場合、利用可否判定部１４０はデータベース部１３０から図７（ａ）に示すように対象電磁ノイズデータと基準周波数データを読み出し、メモリ部１５０に一時記録する（ステップ５０５）。ここで無線方式Ｇの無線機器１１は、利用環境に応じて、１０ｋＨｚ−３０ｋＨｚ（５）、１００ｋＨｚ−３００ｋＨｚ（６）、１００ＭＨｚ−１２０ＭＨｚ（７）、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ（８）から１種類の帯域を選択し、通信を行うものとする。利用可否判定部１４０は、メモリ部１５０に一時記録した対象電磁ノイズデータと基準周波数データを比較して、対象電磁ノイズデータにピークの有無を判定する（ステップ５０６）。
【００３８】
ピークが存在しない場合、表示部１６０に無線機器が利用できる旨を表示し（ステップ５０７）、ピークが存在する場合、表示部１６０に無線機器が利用できない旨を表示する（ステップ５０８）。図７（ａ）に示す例では、無線機器１１は使用周波数が１０ｋＨｚ−３０ｋＨｚ（５）、２．４ＧＨｚ−２．５ＧＨｚ（８）で利用不可と判定され、１００ｋＨｚ−３００ｋＨｚ（６）、１００ＭＨｚ−１２０ＭＨｚ（７）では利用可と判定される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  電気・電子機器
１１  無線機器
１００  無線機器利用可否判別装置
１１０  対象電磁ノイズ検出部
１１１  放射電磁ノイズ測定用アンテナ
１２０  スペクトル解析部
１３０  データベース部
１４０  利用可否判別部
１５０  メモリ部
１６０  表示部
１７０  入力部
【図１】
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【図２】
2014045354.tif 000004
【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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