(57)【要約】【課題】放射妨害波の発生源における電磁波のエネルギー分布を短時間に高精度で推定できるエネルギー分布推定システムを提供する。【解決手段】電磁波を受信するアンテナと、アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する測定器と、測定器から入力した測定値に基づいて放射妨害波のスペクトル行列を生成し、スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する信号処理回路とを備えるエネルギー分布推定システムとする。【選択図】      図１
2018115876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を受信するアンテナと、
前記アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する測定器と、
前記測定器から入力した測定値に基づいて前記放射妨害波のスペクトル行列を生成し、前記スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する信号処理回路とを備えるエネルギー分布推定システム。
【請求項２】
前記信号処理回路は、
前記測定器から前記測定値を取得し、取得した前記測定値から前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー密度の伝搬方向分布を示す波動分布関数を含む積分方程式を用いて表現される成分を含む前記スペクトル行列を生成するスペクトル行列生成手段と、
前記波動分布関数の解分布を求めるために、前記積分方程式で表現された前記スペクトル行列の各成分を離散化して線形回帰モデルを生成する線形化手段と、
前記線形回帰モデルに関する平均２乗誤差が一定値以下であるという制約条件の下で、前記波動分布関数に関して解の滑らかさに関わる汎関数を評価関数として導入し、前記線形回帰モデルを正則化する正則化手段と、
前記評価関数を最小にする解を採用し、前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を導出するエネルギー分布算出手段とを有する請求項１に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項３】
前記正則化手段は、
前記制約条件の下で、前記波動分布関数の２次元座標系における空間２階微分の再生領域にわたる２乗積分を前記評価関数として適用し、前記制約条件の下で、前記評価関数として適用した２乗積分を最小化する請求項２に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項４】
前記正則化手段は、
2018115876.tif 000012
ただし、
ψ：評価関数
Ｆ（ｘ、ｙ）：２次元座標系における波動分布関数
なる式で表現される２乗積分を前記評価関数として用いる請求項３に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項５】
前記エネルギー分布算出手段は、
ラグランジュ未定乗数の逆数と前記評価関数の離散表現との積と、前記線形回帰モデルの前記平均２乗誤差との和である指標量が最小となる前記波動分布関数を求める請求項２乃至４のいずれか一項に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項６】
前記エネルギー分布算出手段は、
2018115876.tif 000013
ただし、
Φ（Ｆ）：指標量
γ：ラグランジュ未定乗数の逆数
｜ＣＦ｜2：評価関数の離散表現
Ｍ：スペクトル行列の実数成分の数
ベクトルＳ：、スペクトル行列を構成する９個の実数成分の測定値を要素とするＭ次の列
行列Ａ：離散化された積分核を要素とする行列
ベクトルＦ：Ｋ個に等分割された像再生領域の各画素の中央における像の値を並べて得られるＫ次の列ベクトル
なる式を用いて前記指標量を算出する請求項５に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項７】
前記信号処理回路は、
前記放射妨害波の放射源を含む電子機器の表面の画像データを記憶する記憶手段と、
前記画像データと前記エネルギー分布とを合成した合成画像を生成する画像合成手段とを有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項８】
前記合成画像を表示する表示装置を備える請求項７に記載のエネルギー分布推定システム。
【請求項９】
アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定し、
前記放射妨害波の電磁界多成分の測定値に基づいて前記放射妨害波のスペクトル行列を生成し、
前記スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定するエネルギー分布推定方法。
【請求項１０】
アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する処理と、
前記放射妨害波の電磁界多成分の測定値に基づいて前記放射妨害波のスペクトル行列を生成する処理と、
前記スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射妨害波のエネルギー分布を推定するエネルギー分布推定システム、エネルギー分布推定方法およびプログラムに関する。特に、本発明は、放射妨害波の発生源におけるエネルギー分布を推定するエネルギー分布推定システム、エネルギー分布推定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の多様化や小型化に伴って、様々な電子機器から放射される妨害波（以下、放射妨害波）によって、他の電子機器に誤動作を招く可能性について問題視されている。放射妨害波に起因するＥＭＩ（Electromagnetic Interference）に対しては種々の規格が設定されており、放射妨害波の種類に応じて様々な対策が施されている。
【０００３】
放射妨害波に起因する電子機器の誤動作を防ぐためには、放射妨害波の波源方位を効率よく推定し、放射妨害波の発生源を特定する必要がある。非特許文献１〜３には、放射妨害波の波源方位を推定する波源推定方法について開示されている。
【０００４】
非特許文献１には、離散的特異点法と呼ばれる波源推定方法について開示されている。離散的特異点法では、空間内に分散・配置される有限個の点（特異点と呼ぶ）のそれぞれに波源を設定し、特異点の配置を変えて演算を繰り返すことによって、波源の位置を正確に推定することができる。その一方で、離散的特異点法には、初めに設定する特異点の配置の仕方によっては、解の収束性や精度が悪くなるという問題点があった。
【０００５】
非特許文献２には、合成開口法と呼ばれる波源推定方法について開示されている。合成開口法では、波源を仮定した走査点を移動させて得た電界または磁界の計算値と、アレイアンテナを構成して実際に測定される受信信号との相関を捕えるための評価関数を定義し、その評価関数のピークを取って波源の位置を求める。非特許文献２の合成開口法には、装置構成が簡単になるという利点がある一方で、アレーアンテナの間隔や設置位置、測定点数によって解の精度が変わってくるという問題点があった。
【０００６】
非特許文献３には、代用電荷法と呼ばれる波源推定方法について開示されている。代用電荷法では、空間内に配置した仮想的な波源から放射される電磁波の一次結合で受信信号を表す。非特許文献３の代用電荷法は、計算手順が単純であるため、比較的容易に問題の近似解を得ることができるという利点がある一方で、仮想的な波源の位置によって解の精度が左右されてしまうという問題点があった。
【０００７】
以上の非特許文献１〜３の方法には、波源方位を特定することはできるものの、放射妨害波のエネルギー分布までは特定できないという共通の問題点があった。そのため、非特許文献１〜３の方法では、放射妨害波の発生源を特定できず、ＥＭＩ対策の対象箇所を特定できない。
【０００８】
特許文献１には、測定対象物内部の電磁波発生源の大きさ、位相および位置を検出し、測定対象物に対して遠方の任意の位置における電磁界強度を求める電磁発生源探査装置について開示されている。特許文献１の装置によれば、測定対象物内部の電磁波発生源を起点として、波源方位の特定に加えて、放射妨害波の電磁界強度を求めることができる。
【０００９】
特許文献２には、電子機器から離れた一点において電磁界の多成分を測定し、信号処理を行うことによって短時間に高精度で放射妨害波の波源方位を推定する波源方位推定システムについて開示されている。特許文献２のシステムは、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法を用いて波源の方位を推定することができる。また、特許文献２のシステムは、波動分布関数のエントロピーを最大とする解を求め、波源のエネルギー分布を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１４２４５３号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０６４４０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】西村萬平、高松修司、繁沢宏、「最適化手法を用いた離散的特異点法による完全導体中の散乱電磁界の数値解析」、電子通信学会論文、１９８４年５月２０日、Ｖｏｌ．Ｊ６７−Ｂ、Ｎｏ．５、ｐ．５５２−５５８
【非特許文献２】菊池淳一、佐藤利三郎、「合成開口法を用いた電磁波源位置推定の実験」、電子通信学会論文誌、電子通信学会論文誌、１９８６年１月２０日、Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｂ、Ｎｏ．１、ｐ．９６−１０６
【非特許文献３】小宮山彰、「代用電荷法の波源位置とヘルムホルツ方程式の解の特異点−線波源から放射された電磁波の完全導体柱による散乱」、電子通信学会論文誌、１９８６年３月２０日、Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｂ、Ｎｏ．３、ｐ．２７６−２８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の装置によれば、測定対象物から発生した磁界分布を測定し、測定対象物内部の所定の位置に電磁波発生源が存在すると仮定した場合に発生する磁界分布を算出することによって、遠方の任意の位置における電磁界強度を求めることができる。しかし、特許文献１の装置は、測定対象物側に測定点を設定しなければならないため、外部の発生源から発せられる放射妨害波に関しては電磁界強度を算出できないという問題点があった。
【００１３】
特許文献２のシステムは、波源のエネルギー分布を求める際に対数関数を目的関数として用いるため、非線形な最適化計算を要して計算時間が長くなり、再生されたエネルギー分布の最適性を判定できないという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、放射妨害波の発生源における電磁波のエネルギー分布を短時間に高精度で推定できるエネルギー分布推定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のエネルギー分布推定システムは、電磁波を受信するアンテナと、アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する測定器と、測定器から入力した測定値に基づいて放射妨害波のスペクトル行列を生成し、スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する信号処理回路とを備える。
【００１６】
本発明のエネルギー分布推定方法は、アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定し、放射妨害波の電磁界多成分の測定値に基づいて放射妨害波のスペクトル行列を生成し、スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定するエネルギー分布推定方法。
【００１７】
本発明のプログラムは、アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する処理と、放射妨害波の電磁界多成分の測定値に基づいて放射妨害波のスペクトル行列を生成する処理と、スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、放射妨害波の発生源における電磁波のエネルギー分布を短時間に高精度で推定できるエネルギー分布推定システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布生成システムが用いる座標系の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの動作に関するフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの信号処理回路の動作に関するフローチャートである。
【図６】関連技術のエネルギー分布生成システムの構成を示す概念図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの構成を示す概念図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るエネルギー分布生成システムの表示装置に表示される合成画像の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の各実施形態に関するハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号などの向きを限定するものではない。
【００２１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布推定システムについて図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（構成）
図１は、本実施形態のエネルギー分布推定システム１の構成を示す概念図である。図１のように、エネルギー分布推定システム１は、アンテナ１０、測定器２０、信号処理回路３０を備える。エネルギー分布推定システム１は、放射妨害波を発する電子機器１００から離れた位置に配置される。
【００２３】
アンテナ１０は、測定器２０に接続され、放射妨害波の発生源である電子機器１００から離れた位置に配置される。アンテナ１０は、電磁界多成分を含む電磁波を受信する。一般的な手法では、電界または磁界の一成分のみを受信アンテナで受信する。
【００２４】
測定器２０は、アンテナ１０および信号処理回路３０に接続される。測定器２０は、アンテナ１０によって受信された電磁波を入力とし、入力した電磁波の電磁界成分の振幅と位相とを少なくとも測定する。測定器２０によって測定される電磁波の電磁界成分の振幅と位相とが測定値に相当する。測定器２０は、放射妨害波の磁界２成分と電界１成分とを含む測定値を時間信号として同時に観測する。すなわち、測定器２０は、アンテナによって受信された電磁波に含まれる放射妨害波の電磁界多成分を測定する。測定器２０は、信号処理回路３０に測定値を出力する。
【００２５】
信号処理回路３０は、測定器２０に接続される。信号処理回路３０は、測定器２０から測定値を入力する。信号処理回路３０は、測定器２０から入力した測定値に基づいて放射妨害波のスペクトル行列を生成する。信号処理回路３０は、スペクトル行列の各成分に対して線形正則化を行うことによって、放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー分布を推定する。具体的には、信号処理回路３０は、放射妨害波の発生源である電子機器１００の表面における電磁波のエネルギー分布を推定する。
【００２６】
〔信号処理回路〕
次に、信号処理回路３０の詳細構成について説明する。図２は、本実施形態の信号処理回路３０の詳細構成を示すブロック図である。図２のように、信号処理回路３０は、スペクトル行列生成手段３１、線形化手段３２、正則化手段３３、エネルギー分布算出手段３４を有する。スペクトル行列生成手段３１、線形化手段３２、正則化手段３３およびエネルギー分布算出手段３４は、専用の回路として実現してもよいし、信号処理回路３０で動作するソフトウェアとして実現してもよい。
【００２７】
スペクトル行列生成手段３１は、放射妨害波の測定値を測定器２０から取得する。スペクトル行列生成手段３１は、取得した前記測定値から、前記放射妨害波の放射源における電磁波のエネルギー密度の伝搬方向分布を示す波動分布関数を含む積分方程式を用いて表現される成分を含むスペクトル行列を生成する。
【００２８】
線形化手段３２は、波動分布関数の解分布を求めるために、積分方程式で表現されたスペクトル行列の各成分を離散化して線形回帰モデルを生成する。
【００２９】
正則化手段３３は、線形回帰モデルに関する平均２乗誤差が一定値以下であるという制約条件の下で、波動分布関数に関して解の滑らかさに関わる汎関数を評価関数として導入し、線形回帰モデルを正則化する。
【００３０】
エネルギー分布算出手段３４は、評価関数を最小にする解を採用し、放射妨害波の放射源における放射妨害波のエネルギー分布Ｆ（γ）を導出する。具体的には、エネルギー分布算出手段３４は、電子機器１００の表面におけるエネルギー分布を導出する。
【００３１】
〔エネルギー分布推定〕
次に、エネルギー分布推定システム１による放射妨害波の波源方位（θ、φ）およびエネルギー分布Ｆ（γ）の推定方法の詳細について説明する。
【００３２】
図３は、電子機器１００の表面の波動分布関数を求めるために、電子機器１００の表面に方形状の像再生領域Ｄを設定し、測定点を原点とする座標系を設定する一例を示す概念図である。なお、像再生領域Ｄは、方形状に設定されてもよい。
【００３３】
図３においては、測定点を原点とする３次元座標系（ｘｙｚ座標系ともよぶ）を設定する。測定点を含むｘｙ平面は、像再生領域Ｄに対して平行に設定される。ｘ軸は、像再生領域Ｄの第１の辺に平行な方向に延伸する。ｙ軸は、像再生領域Ｄの第１の辺に垂直な第２の辺に対して平行な方向に延伸する。ｚ軸は、測定点から像再生領域Ｄを含む平面に引いた垂線に相当する。
【００３４】
像再生領域Ｄの第１の辺はＫx個に等分割され、第２の辺はＫy個に等分割される。すなわち、像再生領域Ｄは、Ｋx×Ｋy（＝Ｋ）個の等方形画素（以下、画素とよぶ）に分割される。
【００３５】
また、図３においては、測定点と対象点とを結ぶ線分とｚ軸との成す角をθとし、像再生領域Ｄ上にｘｙ軸を投影した際に原点と対象点とを結ぶ線分とｘ軸との成す角をφとする球面座標系を設定する。
【００３６】
スペクトル行列生成手段３１は、測定値を用いて、周波数ω、入射角θ、方位角φで伝搬してくる平面波のスペクトル行列Ｓ（ω）を生成する（式１）。
2018115876.tif 000003
【００３７】
スペクトル行列生成手段３１は、スペクトル行列Ｓ（ω）の各成分Ｓij（ω）を、波動分布関数Ｆ（ω、θ、φ）を用いて、式２のような積分方程式で表現する（ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、３）。
2018115876.tif 000004
【００３８】
波動分布関数Ｆ（ω、θ、φ）は、測定点において測定される放射妨害波の伝播ベクトルのエネルギー密度に相当する。aij（ω、θ、φ）は、積分核であり、単位立体角あたりのエネルギーを表す。（θ、φ）は、放射妨害波の波源方位に相当する。
【００３９】
スペクトル行列生成手段３１は、測定値から求められるスペクトル行列Ｓ（ω）と、理論式から求められる積分角aij（ω、θ、φ）とを用いて波動分布関数Ｆ（ω、θ、φ）を導出する。
【００４０】
なお、式２は、積分形非線形連立方程式であるため、解析的に解くことはできない。そのため、本実施形態においては、電子機器１００の表面における波動分布関数Ｆ（ω、θ、φ）を求めるために、像再生領域ＤをＫ個に等分割する。Ｋ個に等分割された像再生領域Ｄの各画素の中央における像の値を並べて得られるＫ次の列ベクトルをベクトルＦとする。
【００４１】
線形化手段３２は、離散化を行うことによって、式２の積分方程式から式３のような線形回帰モデルを生成する。
2018115876.tif 000005
【００４２】
式３において、ベクトルＳ（データベクトルともよぶ）は、スペクトル行列Ｓ（ω）を構成する９個の実数成分Ｓi（ω）の測定値を要素とするＭ次の列ベクトル（Ｍ＝９）である。行列Ａ（係数行列ともよぶ）は、離散化された積分核を要素とするＭ行Ｋ列の行列である。ベクトルｅ（誤差ベクトルともよぶ）は、ベクトルＳの各要素の誤差に関して導入されるＭ次の列ベクトルである（Ｍ＝９）。
【００４３】
式３に関して、既知である行列Ａと、測定値であるベクトルＳとを用いてベクトルＦを求めるためには、線形回帰モデル（式３）の平均２乗誤差（式４）を最小化すればよい。
2018115876.tif 000006
【００４４】
ところで、Ｍ≧Ｋであれば、行列Ａの転置行列ＡTと行列Ａとの積ＡTＡが正則となり、式３の解が得られる。しかし、通常、Ｍ＝９に対してはＫ＞＞Ｍであるから、ＡTＡは正則にならず、式３の解は一意に決まらない。そこで、解の正則化のために、解の空間的滑らかさに関する汎関数を導入することによって解を一意に決定する。例えば、フィリップス−ティコノフ型の線形正則化を適用できる。
【００４５】
フィリップス−ティコノフ型の線形正則化を用いた手法に関しては、以下の非特許文献に開示されている。
非特許文献：山口勝、服部克巳、岩間尚文、島倉信、早川正士、「磁気圏ＶＬＦ／ＥＬＦ電磁波動分布関数の線形再構成による新地上方位測定法」、電子情報通信学会論文誌、１９９３年１１月、Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ｂ−II、Ｎｏ．１１、ｐ．８８０−８８９
正則化手段３３は、解の滑らかさを表す汎関数として、式５のように、波動分布関数Ｆ（ω、θ、φ）に関して、ｘｙ平面における空間２階微分の再生領域にわたる２乗積分ψを適用する。なお、式５のψのことを評価関数とも呼ぶ。
2018115876.tif 000007
【００４６】
そして、正則化手段３３は、平均２乗誤差が一定値ε2以下であるという制約条件（式６）の下で、式５の２乗積分ψを最小化する。なお、ε2は誤差限界である。
2018115876.tif 000008
【００４７】
すなわち、正則化手段３３は、波動分布関数の２次元座標系における空間２階微分の再生領域にわたる２乗積分を評価関数として適用し、上述の制約条件の下で、適用した評価関数を最小化する。
【００４８】
実際の計算では、誤差限界ε2を予め決める必要はない。エネルギー分布算出手段３４は、式６の解を得るために、式７の指標量Φ（Ｆ）について検討する。
2018115876.tif 000009
【００４９】
式７において、γは、ラグランジュ未定乗数の逆数（正則化パラメータともよぶ）である。行列Ｃは、ラプラシアンを離散化したＫ次の正方行列である。また、｜ＣＦ｜2は、空間２階微分の差分近似を用いた２乗積分φの離散表現である。すなわち、エネルギー分布算出手段３４は、評価関数の離散表現と正則化パラメータの積と、線形回帰モデルの平均２乗誤差との和である式７の指標量Φ（Ｆ）が最小となる波動分布関数を求める。なお、正則化パラメータγは、正則化の程度を示す指標となる。
【００５０】
Φの最小化のために、ベクトルＦの要素Ｆiで指標量Φ（Ｆ）を微分した値をゼロとおく（式８）。
2018115876.tif 000010
【００５１】
エネルギー分布算出手段３４は、式８の解として、式９のハットＦ（γ）を放射妨害波の放射源におけるエネルギー分布として算出する。ただし、式９において、Ｔは転置を表す。
2018115876.tif 000011
【００５２】
式９の左辺は、放射妨害波の放射源である電子機器１００の表面におけるエネルギー分布の推定量（再生像）に相当する。式９の右辺は、ベクトルＳ（データベクトル）に対して線形になっている。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、一点における測定によって、離れた位置の放射妨害波の発生源におけるエネルギー分布を推定できる。
【００５４】
（動作）
次に、本実施形態のエネルギー分布推定システム１の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、エネルギー分布推定システム１の動作の概略に関するフローチャートである。
【００５５】
図４において、まず、アンテナ１０が放射妨害波を受信する（ステップＳ１１）。
【００５６】
測定器２０は、アンテナ１０が受信した放射妨害波の電磁界成分の振幅と位相とを測定値として測定する（ステップＳ１２）。
【００５７】
信号処理回路３０は、測定値を用いて放射妨害波の波源方位（θ,φ）およびエネルギー分布を推定する（ステップＳ１３）。
【００５８】
以上が、エネルギー分布推定システム１の動作の概略についての説明である。
【００５９】
次に、本実施形態のエネルギー分布推定システム１が備える信号処理回路３０の動作について図面を参照しながら説明する。図５は、信号処理回路３０が、最大エントロピー法を用いて測定値からエネルギー分布を算出するまでの動作に関するフローチャートである。
【００６０】
図５において、まず、信号処理回路３０は、測定器２０が測定した測定値を用いてスペクトル行列Ｓ（ω）を生成し、周波数とエネルギーとの関係を求める（ステップＳ２１）。
【００６１】
次に、信号処理回路３０は、スペクトル行列Ｓ（ω）の各成分に関する数式（式１）を解くために、積分核に対して離散化された線形回帰モデルを生成する（ステップＳ２２）。
【００６２】
次に、信号処理回路３０は、解の滑らかさに関わる汎関数を導入し、離散化された線形回帰モデルを正則化する（ステップＳ２３）。具体的には、信号処理回路３０は、平均２乗誤差が一定値以下という条件の下で、分布関数のｘｙ平面における空間２階微分の再生領域にわたる２乗積分の最小化を目指す。
【００６３】
そして、信号処理回路３０は、誤差限界が一定であるという制約条件の下で、評価関数を最小にする解を採用して波源におけるエネルギー分布を推定する（ステップＳ２４）。
【００６４】
以上が、エネルギー分布推定システム１の信号処理回路３０の動作についての説明である。
【００６５】
すなわち、本実施形態によれば、測定点が一点でありながら、放射妨害波の波源を含む電子機器の表面における放射妨害波のエネルギー分布を推定することができる。
【００６６】
（効果）
以上の本実施形態のエネルギー分布推定システムによれば、以下のような効果が得られる。
【００６７】
第１の効果は、電子機器からの放射妨害波の波源方位とエネルギー分布を短時間で推定できることである。
【００６８】
その理由は、電子機器から離れた一点で電磁界多成分の測定を行うことで、多数の測定点を設定することによる測定時間を短縮できるからである。また、信号処理に線形正則化を用いることで高速での信号処理を可能にしているからである。
【００６９】
第２の効果は、電子機器からの放射妨害波のエネルギー分布の推定精度を向上できることである。
【００７０】
その理由は、解の滑らかさに関する関数を設定し、平均ニ乗誤差が一定値以下という条件の下で関数を最小化することにより、エネルギー分布を高精度で推定できるからである。
【００７１】
第３の効果は、電子機器から発せられる放射妨害波のエネルギー分布の推定時間を短くできることである。
【００７２】
その理由は、エネルギー分布像を再生する領域を細分化して離散化し、線形計算することで計算時間を短くできるからである。
【００７３】
すなわち、本実施形態によれば、電子機器から離れた一点における電磁界多成分の測定値を用いて、電子機器からの放射妨害波のエネルギー分布を短時間に高精度で推定できる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、電子機器の放射妨害波を測定する際に、電子機器の放射妨害波源の方位とエネルギー分布を推定することで、ＥＭＩ（Electromagnetic Interference）対策の対象箇所を特定できる。ＥＭＩ対策の対象箇所を特定できれば、放射妨害波の発生源をシールドすることによって、放射妨害波の外部への放射を低減できる。
【００７５】
〔関連技術〕
ここで、関連技術を用いて放射妨害波の波源推定を行う例について説明する。図６は、関連技術の波源推定システムの構成例を示す概念図である。
【００７６】
図６のように、関連技術では、放射妨害波の波源推定を行うために、複数のアンテナ１０および測定器２０を用いて、電子機器の周囲の電界や磁界を多数の点で測定する必要があった。そのため、複数の測定器２０で測定された複数の測定値を信号処理回路３００で処理必要があり、波源方位やエネルギー分布の推定における精度や、推定に費やす時間に問題があった。また、関連技術では、一つの電子機器の放射妨害波を評価するために複数のアンテナ１０および測定器２０が必要であった。
【００７７】
それに対し、本発明の第１の実施形態に係るエネルギー分布推定システムによれば、放射妨害波を一点で測定すればよいため、測定時間を短縮できとともに、信号処理に線形正則化を用いることで高速での信号処理が可能になる。また、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムによれば、解の滑らかさに関する関数を設定し、平均ニ乗誤差が一定値以下という条件の下で関数を最小化することにより、エネルギー分布を高精度で推定できる。また、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムによれば、エネルギー分布像を再生する領域を細分化して離散化し、線形計算することで計算時間を短くできる。さらに、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムによれば、アンテナ１０および測定器２０を単一化できるため、システム構成を簡略化できる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るエネルギー分布推定システムについて図面を参照しながら説明する。
【００７９】
図７は、本実施形態のエネルギー分布推定システム２の構成を示す概念図である。図７のように、エネルギー分布推定システム２は、測定器２０、信号処理回路３０−２、表示装置４０を備える。測定器２０は、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図８は、本実施形態のエネルギー分布推定システムが備える信号処理回路３０−２の構成を示すブロック図である。図８のように、信号処理回路３０−２は、スペクトル行列生成手段３１、線形化手段３２、正則化手段３３、エネルギー分布算出手段３４に加えて、記憶手段３５および画像合成手段３６を有する。なお、スペクトル行列生成手段３１、線形化手段３２、正則化手段３３、エネルギー分布算出手段３４については、第１の実施形態の構成と同じであるため、説明は省略する。
【００８１】
記憶手段３５には、電子機器１００の表面の画像データが記憶される。
【００８２】
画像合成手段３６は、エネルギー分布算出手段３４および記憶手段３５に接続される。画像合成手段３６は、エネルギー分布算出手段３４から電子機器１００の表面におけるエネルギー分布Ｆ（γ）を取得するとともに、電子機器１００の表面の画像を記憶手段３５から取得する。画像合成手段３６は、電子機器１００の表面の画像にエネルギー分布Ｆ（γ）をグラフ化した合成画像を生成する。画像合成手段３６は、生成した合成画像を表示装置４０に出力する。
【００８３】
表示装置４０は、信号処理回路３０−２から合成画像を取得し、取得した合成画像を表示する画面を有する。
【００８４】
図９は、電子機器１００の表面におけるエネルギー分布の再生像を表示装置４０に表示させる一例を示す概念図である。図９においては、破線がエネルギー分布の等高線を示す。等高線に囲まれた中心点（バツ印で表記）が、放射妨害波の波源として推定される位置である。実際には、放射妨害波の波源は電子機器１００の内部に位置する。そのため、図９のバツ印は、電子機器１００の表面に対して垂直な視点（測定点）から見た際に、測定点と波源とを結ぶ線分と電子機器１００の表面との交点の位置を示す。
【００８５】
本実施形態によれば、電子機器表面における波源位置とエネルギー分布とを、被測定装置である電子機器の写真と組み合わせてエネルギー分布をグラフ化することによって、電子機器のどの部分が波源となっているかを推定できる。
【００８６】
（ハードウェア）
ここで、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムを実現するハードウェア構成の一例について、図１０のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図１０のコンピュータ９０は、各実施形態のエネルギー分布推定システムを実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムは、図１０に図示した構成の全てを備えていなくてもよいし、図１０に図示していない構成が追加されていてもよい。
【００８７】
図１０のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図１０においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記している。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【００８８】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムによる演算処理や制御処理を実行する。
【００８９】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【００９０】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する手段である。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【００９１】
入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器との接続規格に基づいて、コンピュータ９０と周辺機器とを接続する装置である。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【００９２】
コンピュータ９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続できるように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。
【００９３】
また、コンピュータ９０には、合成画像などの情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、コンピュータ９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続すればよい。
【００９４】
通信インターフェース９６は、ネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続される。通信インターフェース９６は、無線通信をする機能を有し、放射妨害波を含む電磁波や、種々のデータを受信するように構成してもよい。
【００９５】
また、コンピュータ９０には、必要に応じて、リーダライタを備え付けてもよい。リーダライタは、バス９９に接続される。リーダライタは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体などで実現できる。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体やその他の記録媒体によって実現してもよい。
【００９６】
以上が、本発明の実施形態に係るエネルギー分布推定システムを可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１０のハードウェア構成は、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムを可能とするためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態に係るエネルギー分布推定システムに関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【００９７】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００９８】
１、２    エネルギー分布推定システム
１０    アンテナ
２０    測定器
３０    信号処理回路
３１    スペクトル行列生成手段
３２    線形化手段
３３    正則化手段
３４    エネルギー分布算出手段
３５    記憶手段
３６    画像合成手段
４０    表示装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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