(57)【要約】【課題】  クロック信号取り込む用ケーブルを使わなくてもクロック信号に同期した電磁波ノイズの計測を可能とする妨害電磁波計測装置を提供する。【解決手段】  複数の測定アンテナ２、４、バンドパスフィルタ３、トラバース５、デジタイザ６、中央制御装置７を備えた妨害電磁波計測装置であって、解析対象１の電磁波ノイズを測定アンテナ２で検出し、バンドパスフィルタ３を通してデジタイザ６のデ−タ取り込みのトリガーとし、別の測定アンテナ４で解析対象の電磁波ノイズを検出し、デジタイザ６を介して中央制御装置７で周波数解析する。【選択図】        図１
2006105666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
妨害電磁波ノイズの計測を行う妨害電磁波計測装置において、解析対象の電磁波ノイズを検出する第１の測定アンテナと、解析対象の電磁波ノイズを検出する第２の測定アンテナと、前記第１の測定アンテナにより検出された信号をトリガーとし、前記第２の測定アンテナにより検出された信号の周波数解析を行う制御手段と、を備えることを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを複数設け、前記制御手段は、前記第１の測定アンテナの位置関係とトリガーの検出時刻から、前記第１の測定アンテナにより検出した電磁波ノイズが測定対象か否かを判断することを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項３】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを複数設け、該複数の測定アンテナを解析対象から等距離に設置したうえで、前記制御手段は、前記複数の第１の測定アンテナにより検出されたトリガー検出時刻を比較することによって、検出した電磁波ノイズが測定対象か否かを判断することを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項４】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、測定前に解析対象から電磁波ノイズが放射されていない状態の電磁波放射スペクトルを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した電磁波放射スペクトルからデジタイザのトリガーレベルを設定することを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項５】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、トリガー信号を複数取り込んで前記記憶手段に記憶したうえで、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した前記トリガー信号のパターンに応じて類似度を計算して、測定データを分類することを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項６】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、トリガー信号を複数取り込み、解析対象のクロックの周期を予め前記記憶装置に記憶して、前記制御手段は、トリガー間隔の時間が解析対象のクロック周期の倍数か判断して測定データを選択することを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【請求項７】
請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを、高指向性アンテナとすることを特徴とする妨害電磁波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、妨害電磁波計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高クロック化に伴い電磁波障害が問題となってきている。電磁波障害の対策にはまず現象の的確な把握が重要で、例えば特許文献１には、電磁界センサを直線ステージで移動して測定する技術が提案されている。また、特許文献２には、測定対象のクロック信号に同期させて電磁界の計測を行う技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−０１９２０４公報
【特許文献２】特開平１１−３１６２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される技術は、電磁界の位相情報が不明で的確な現象を把握するという点で問題がある。また、特許文献２に示される技術では、クロック取り込みのケーブルからの電磁波放射による影響、クロック回路にケーブルを付けることによるクロック回路からの電磁波放射の変動などの問題がある。
本発明は、クロック信号取り込み用ケーブルを使わなくてもクロック信号に同期した電磁波ノイズの計測を可能とする妨害電磁波計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、妨害電磁波ノイズの計測を行う妨害電磁波計測装置において、解析対象の電磁波ノイズを検出する第１の測定アンテナと、解析対象の電磁波ノイズを検出する第２の測定アンテナと、前記第１の測定アンテナにより検出された信号をトリガーとし、前記第２の測定アンテナにより検出された信号の周波数解析を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを複数設け、前記制御手段は、前記第１の測定アンテナの位置関係とトリガーの検出時刻から、前記第１の測定アンテナにより検出した電磁波ノイズが測定対象か否かを判断することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを複数設け、該複数の測定アンテナを解析対象から等距離に設置したうえで、前記制御手段は、前記複数の第１の測定アンテナにより検出されたトリガー検出時刻を比較することによって、検出した電磁波ノイズが測定対象か否かを判断することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、測定前に解析対象から電磁波ノイズが放射されていない状態の電磁波放射スペクトルを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した電磁波放射スペクトルからデジタイザのトリガーレベルを設定することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、トリガー信号を複数取り込んで前記記憶手段に記憶したうえで、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した前記トリガー信号のパターンに応じて類似度を計算して、測定データを分類することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、トリガー信号を複数取り込み、解析対象のクロックの周期を予め前記記憶装置に記憶して、前記制御手段は、トリガー間隔の時間が解析対象のクロック周期の倍数か判断して測定データを選択することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１記載の妨害電磁波計測装置において、前記第１の測定アンテナを、高指向性アンテナとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の妨害電磁波計測装置において、クロック信号の取り込みケーブルがなくても、電磁波ノイズの位相を含めた計測が可能となる。
請求項２の妨害電磁波計測装置において、測定対象だけからの情報による、より正確な計測が可能となる。
請求項３の妨害電磁波計測装置において、測定対象だけからの情報による、より正確な計測が、簡便にできるようになる。
請求項４の妨害電磁波計測装置において、より外来ノイズの影響を受けにくくなる。
請求項５の妨害電磁波計測装置において、解析対象の回路状態に応じて計測データの分類ができるようになる。
請求項６の妨害電磁波計測装置において、クロック周期による検証分だけより計測の確度を上げることができる。
請求項７の妨害電磁波計測装置において、より解析対象以外からの影響を受けにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の各実施例を詳細に説明する。
［実施例１］
図１は実施例１に係る妨害電磁波計測装置の構成図である。解析対象１の妨害電磁波を計測する妨害電磁波計測装置は、広帯域アンテナ（第１の測定アンテナ）２、バンドパスフィルタ３、磁界ループアンテナ（第２の測定アンテナ）４、トラバース５、デジタイザ６、中央制御装置（制御手段）７を備えている。６ａ、６ｂはチャネルである。また中央制御装置７は一般的なパーソナルコンピュータで、例えば内部は中央制御装置本体７ａ、記憶装置（記憶手段）７ｂ、演算装置７ｃ、入出力装置７ｄから構成されている。
解析対象１から特定周波数の電磁波ノイズが放射されており、中央制御装置７のＧＰＩＢなどによりトラバース５が動き、磁界ループアンテナ４を所定の位置へ移動する。次に広帯域アンテナ２で解析対象１からの電磁波ノイズを検出し、バンドパスフィルタ３で特定周波数だけ通し、デジタイザ６のチャネル６ａでチャネル１に接続する。
チャネル６ａはデジタイザ６のトリガー入力となっており、このトリガーにより、磁界ループアンテナ４の出力である計測磁界データをチャネル６ｂから取り込む。そして例えばＧＰＩＢによって計測磁界データは、中央制御装置７に転送され、記憶装置７ｂに記憶され、演算装置７ｃにより周波数解析され、可視化される。
【０００７】
図２は解析対象のマイクロストリップ線路とその近傍を示す図であり、（１）は底面図、（２）は正面図である。線路８、誘電体板９、ＳＭＡコネクタ１０ａ、１０ｂ、磁界計測範囲１１が示されている。寸法はマイクロストリップ線路全体のＸ方向がａ、ｙ方向がｂ、磁界測定範囲のｘ方向がａ１、ｙ方向がｂ１となっており、それぞれａ＝２４０ｍｍ、ｂ＝３００ｍｍ、ａ１＝２００ｍｍ、ｂ１＝４０ｍｍとなっている。
ＳＭＡコネクタ１０ａ、１０ｂ、線路８の特性インピーダンスは５０Ωとなっており、波長短縮率はここでは５０％である。ＳＭＡコネクタ１０ａ、１０ｂは片方を入力端として片方は開放とする。
ここで、３００ＭＨｚの周波数の正弦波を入力すれば自由空間場で波長は１ｍとなるが、波長短縮によりマイクロストリップ線路８での波長は０．５ｍとなる。そしてＳＭＡコネクタ１０ａ、１０ｂの片側が開放端となっているので半波長の２５０ｍｍで、ＳＭＡコネクタ１０ａ、１０ｂを節として、線路の中心が腹となる電流分布となる。
上記構成で実際にマイクロストリップ線路８の近傍磁界を計測、可視化した例を図３に示す。符号１２は計測した磁界を可視化したベクトル表示部である。入力端に周波数３００ＭＨｚ、０ｄＢｍの電力の正弦波を印加し、直径１０ｍｍの磁界ループアンテナ４でこれを計測して、広帯域アンテナ２の出力をバンドパスフィルタ３に通し、デジタイザ６でトリガーを検出して中央制御装置７にデータを転送し、ソフトウエア・バンドパスフィルタ処理を行い可視化した。
図３（１）には３００ＭＨｚの計測磁界のベクトル表示部１２が示される。大きさが磁界の強度に対応している。図３（２）には別の時刻での計測磁界のベクトル表示部１２が示される。線路８のそれぞれの端が節となっており、またそれぞれの計測点での位相変動もなく半波長の定在波となっており、想定通り計測可能であることが分かった。これによりクロック信号の取り込みケーブルがなくても、電磁波ノイズの位相を含めた計測が可能となる。
【０００８】
［実施例２］
図４は実施例２に係る妨害電磁波計測装置の構成図である。実施例１と同一個所は説明を省略する。実施例２は、広帯域アンテナ２を複数（２−１、２−２）設けている。同様にバンドパスフィルタ３も複数（３−１、３−２）設けている。
解析対象１と広帯域アンテナ２−１の距離をｒ１、解析対象１と広帯域アンテナ２−２の距離をｒ２とする。解析対象１から特定周波数の電磁波ノイズが放射され、これが広帯域アンテナ２−１、２−２で検出され、バンドパスフィルタ３−１、３−２で特定周波数成分だけがデジタイザ６に転送される。
バンドパスフィルタ３の出力はデジタイザ６のチャネル６ａ、６ｂに転送されて、チャネル６ａをトリガーとして取り込み、３つのチャネル６ａ、６ｂ、６ｃからデータを取り込む。広帯域アンテナ２は解析対象１からそれぞれ距離ｒ１、ｒ２離れており、電磁波の速度をｃ［ｍ／ｓ］、広帯域アンテナ２−２の広帯域アンテナ２−１に対する検出遅れをｔ［ｓ］とすれば式（１）となる。
ｔ＝（ｒ２−ｒ１）／ｃ・・・（１）
バンドパスフィルタ３−１、３−２からの電磁波ノイズをデジタイザ６でデジタル信号にして、中央制御装置７の記憶装置７ｂに記憶してから、演算装置７ｃにより式（１）の評価を行い、検出した電磁波が解析対象１からの放射電磁波ならばそれに応じた処理を行う。これにより測定対象だけからの情報による、より正確な計測が可能となる。
［実施例３］
実施例３は解析対象１を囲む広帯域アンテナ２を解析対象１から等距離とする。これにより解析対象１からの放射電磁波ならば同じ時刻に検出するはずであり、これによって解析対象１からの放射電磁波か否か判断する。また実施例２より簡便に実施可能である。これにより測定対象だけからの情報による、より正確な計測が簡便にできるようになる。
【０００９】
［実施例４］
実施例４を図１により説明する。先ず本計測前に、解析対象１の電源を切り、広帯域アンテナ２で外来ノイズを検出した信号をバンドパスフィルタ３で処理せず、デジタイザ６でデジタル信号に変換して記憶装置７ｂに記憶し、演算装置７ｃにより周波数解析して記憶装置７ｂに記憶する。
これ以降が本計測で、解析対象１の電源を入れ、広帯域アンテナ２で電磁波ノイズを検出し、バンドパスフィルタ３で特定周波数を通す。デジタイザ６は、記憶装置７ｂに記憶されている特定周波数での外来ノイズの値から自身のトリガーレベルをそれ以上となるように設定する。これにより外来ノイズより高い解析対象１からの電磁波ノイズを安定的に検出することが可能となる。
［実施例５］
実施例５を図１で説明する。デジタイザ６で複数回数、トリガー信号を取り込み、記憶装置７ｂに記憶する。そのトリガー信号が例えば図５の（１）、（２）として（１）をパターン１、（２）をパターン２とする。横軸が時間で縦軸が振幅である。一般に電子機器はＣＰＵで動作するデジタル回路で構成されており、実行するコマンドなどで放射電磁波状態が違う可能性がある。
そこで、記憶装置７ｂに記憶されているパターン１、パターン２に応じて演算装置７ｃで類似度を計算して、次に図５（３）の波形を取り込んでパターン２と対比して処理を行う。これにより解析対象１の回路状態に応じて計測データの分類ができるようになる。
［実施例６］
実施例６を図１で説明する。あらかじめ記憶装置７ｂに解析対象１のクロック周期情報を記憶する。そしてデジタイザ６で複数回数、トリガー信号を取り込み、記憶装置７ｂに記憶する。そのトリガー信号が例えば図６の波形である場合に、演算装置７ｃにより、図６に示されるｔ１のトリガー信号のトリガー間隔を計算して、記憶装置７ｂに記憶されているクロック周期の倍数か評価し、取り込み信号の確かさを評価する。これによりクロック周期による検証分だけより計測の確度が上がった。
［実施例７］
実施例７を図１で説明する。広帯域アンテナ２をより指向性の高いものにして解析対象１以外の外来ノイズを検出しないようにする。これにより、より解析対象以外からの影響を受けにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る妨害電磁波計測装置の構成図。
【図２】解析対象のマイクロストリップ線路とその近傍を示す図。
【図３】マイクロストリップ線路の近傍磁界を計測、可視化した例を示す図。
【図４】実施例２に係る妨害電磁波計測装置の構成図。
【図５】トリガー信号を示す図。
【図６】トリガー信号を示す図。
【符号の説明】
【００１１】
１  解析対象、２  広帯域アンテナ、３  バンドパスフィルタ、４  磁界ループアンテナ、５  トラバース、６  デジタイザ、７  中央制御装置
【図１】
2006105666.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006105666.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006105666.tif 000007
【図６】
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