(57)【要約】【課題】  検出点の感度のむらを基準電磁波による実測データに基づいて補正し、精度の高い電磁波の測定を可能とする。【解決手段】  ２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段（１３４）と、前記測定手段の各検出点に基準電磁波を照射して、その各検出点の検出感度を測定し、得られたデータにより感度補正データを作成する感度補正データ作成手段（１３１〜１３３、１３５、１４１）と、測定対象に関する前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記感度測定手段により得られた感度補正データにより補正する感度補正手段（１４２、１４５）とを備える。【選択図】  図１４
2004157137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段と、
前記測定手段の各検出点に基準電磁波を照射して、その各検出点の検出感度を測定し、得られたデータにより感度補正データを作成する感度補正データ作成手段と、
測定対象に関する前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記感度測定手段により得られた感度補正データにより補正する感度補正手段と、
を備えたことを特徴とする電磁波測定装置。
【請求項２】
２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段と、
前記測定手段の検出点に基準電磁波を照射して、その検出点とその近傍の複数の検出点の電磁波を測定し、得られたデータにより空間フィルタの重み付けデータを作成する重み付けデータ作成手段と、
前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記重み付けデータ作成手段により作成された重み付けデータを用いて空間フィルタ処理をする補正手段とを備えたことを特徴とする電磁波測定装置。
【請求項３】
２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段と、
前記測定手段の各検出点に基準電磁波を照射して、その各検出点の検出感度を測定し、得られたデータにより感度補正データを作成する感度補正データ作成手段と、
測定対象に関する前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記感度測定手段により得られた感度補正データにより補正する第１の補正手段と、
前記測定手段の検出点に基準電磁波を照射して、その検出点とその近傍の複数の検出点の電磁波を測定し、得られたデータにより空間フィルタの重み付けデータを作成する重み付けデータ作成手段と、
前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記重み付けデータ作成手段により作成された重み付けデータを用いて空間フィルタ処理をする第２の補正手段と、
検出点の配列ピッチ以下のピッチを持つ座標点を補間点とし、各補間点ごとにその近傍に位置する複数の２次元配置の各検出点との距離を求め、その距離に反比例する値を空間フィルタの重みとし、前記第１及び第２の補正手段により補正された前記検出点の測定データを加重平均演算するにより前記補間点の値を算出する補間手段と
を備えたことを特徴とする電磁波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定対象から放射される電磁波の放射の分布を測定し、測定結果を３次元表示する電磁波測定装置に関し、より具体的には高電磁波が発生しているプリント基板等の平面型部品における電磁波発生箇所の特定と原因の分析のための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小アンテナ素子を２次元に配置し、近電磁界を測定して２次元で表示する測定装置は従来でも存在した（例えば、特許文献１参照）。微小アンテナ素子は指向性を持っているので、それらの微小アンテナ素子の配列を工夫して、２次元配列アンテナにより検知される測定平面上における感度差を少なくすることが試みられている。
また２次元配列アンテナの間隔が粗いため（約８ｍｍ間隔）その間をデータ補間して埋めることも行われている。
【０００３】
しかし、感度差を完全に解消することはできず、そのため測定したデータ品質が良くはなかった。また、表示方法も２次元表示であり、測定対象から放射される電磁波の分布状況の全体の様子が分かりにくかった。
すなわち、プリント配線基板を測定対象にそこから発せられる電磁波の分布を測定し、プリント配線基板からの近電磁界の様子を２次元表示した場合に、定在波が立っている様子や特定の部位で特定の周波数の電磁波がでている様子などは殆ど分からかった。
微小アンテナ素子を２次元に配置し、測定対象からの近電磁界を測定して表示する従来の技術には、測定結果を３次元表示をするという試みがなされた例は見あたらない。従来技術において、仮に、電磁波の測定結果を３次元表示をすることを試みたとしても、前述のように２次元配置の微小アンテナ素子の指向性に基づく感度差のために、刺々しい画像となり、本来の電磁波の強度分布の特性がマスクされて、定在波などの連続した強度変化の様子が分かりにくくなってしまう。
また、この種電磁波測定装置は、リアルタイムで測定を行うためには、動作速度を向上させることが要請される。
【特許文献１】特開平６−１３０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、プリント配線基板や種々の電子部品等の測定対象から放射される電磁波の強度の分布等の電磁波の発生状況を、２次元配列の検出点を持つ測定手段により測定し、表示する電磁波測定装置において、その電磁波の発生状況を分かり易く３次元表示することを課題とする。
また、本発明は、２次元配列上の検出点の位置に応じて指向性等による検出感度差が生じている場合に、その検出感度差が３次元表示に反映されるのを防止する処理を行う手段を持つ電磁波測定装置を提供することを課題とする。
【０００５】
また、本発明は、上記検出感度差を緩和する補正を測定データに対して施す補正手段を持つ電磁波測定装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、より少ない検出点の測定データから補間によってデータ量を増加する場合において、２次元配列によって生ずる検出感度の規則的な変化の影響を受けることの少ない補間手段を持つ電磁波測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明（請求項１）は、２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段（１３４）と、前記測定手段の各検出点に基準電磁波を照射して、その各検出点の検出感度を測定し、得られたデータにより感度補正データを作成する感度補正データ作成手段（１３１〜１３３、１３５、１４１）と、測定対象に関する前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記感度測定手段により得られた感度補正データにより補正する感度補正手段（１４２、１４５）とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明（請求項２）は、２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段と、前記測定手段の検出点に基準電磁波を照射して、その検出点とその近傍の複数の検出点の電磁波を測定し、得られたデータにより空間フィルタの重み付けデータを作成する重み付けデータ作成手段（１３１〜１３３、１３５、１４３）と、前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記重み付けデータ作成手段により作成された重み付けデータを用いて空間フィルタ処理をする補正手段（１４６）を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明（請求項３）は、２次元配列の検出点を有し、各検出点の位置で発生する電磁波を測定する測定手段と、前記測定手段の各検出点に基準電磁波を照射して、その各検出点の検出感度を測定し、得られたデータにより感度補正データを作成する感度補正データ作成手段と、測定対象に関する前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記感度測定手段により得られた感度補正データにより補正する第１の補正手段と、前記測定手段の検出点に基準電磁波を照射して、その検出点とその近傍の複数の検出点の電磁波を測定し、得られたデータにより空間フィルタの重み付けデータを作成する重み付けデータ作成手段と、前記測定手段により測定された各検出点の電磁波の測定データを前記重み付けデータ作成手段により作成された重み付けデータを用いて空間フィルタ処理をする第２の補正手段と、検出点の配列ピッチ以下のピッチを持つ座標点を補間点とし、各補間点ごとにその近傍に位置する複数の２次元配置の各検出点との距離を求め、その距離に反比例する値を空間フィルタの重みとし、前記第１及び第２の補正手段により補正された前記検出点の測定データを加重平均演算するにより前記補間点の値を算出する補間手段（１４７）を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明（請求項１）においては、測定対象の放射する電磁波を測定する以前に感度補正データ作成手段が基準電磁波により各検出点の感度を測定し、感度補正データを作成する。次に、測定対象の放射する電磁波の測定においては、感度補正手段は、感度補正データを用いて、測定手段の各検出点によって得られた測定データを補正する。
この発明によれば、検出点の感度のむらを基準電磁波による実測データに基づいて補正するので、精度の高い電磁波の測定が可能となる。
【００１０】
本発明（請求項２）においては、測定対象の放射する電磁波を測定する以前に、重み付けデータ作成手段は、基準電磁波により各検出点とその近傍の複数の検出点の電磁波を測定し、空間フィルタの重み付けデータを作成する。次に、測定対象の放射する電磁波の測定においては、空間フィルタ処理する補正手段は、前記作成された重み付けデータデータを用いた空間フィルタ処理により測定データを補正する。基準電磁波による実測データに基づいた空間フィルタの重み付けデータによりフィルタ処理しているので、検出点の持つ指向性の影響を大幅に軽減させることができる。
【００１１】
本発明（請求項３）は、前記発明（請求項１）の感度補正と、前記発明（請求項２）の空間フィルタ処理による検出点の持つ指向性の影響を行ったデータに対して、さらに補間処理を行うので、精度が高く、決めの細か測定データが得られる。
【参考例】
【００１２】
図１は本発明を説明するための参考例の概略構成を示すブロック図である。
この電磁波測定装置は、２次元配列の微小アンテナ群からなるアンテナ部１０１と、アンテナ部１０１の微小アンテナ群の走査を行う走査部１０２と、アンテナ部の走査により受信した信号を増幅する増幅部１０３と、受信信号のＡＭ検波を行う検波部１０４と、検波された信号をＡＤ変換するＡＤ変換部１０５と、ＡＤ変換された信号を一時的に記憶するメモリ部１０６と、メモリ部１０６に保持された受信信号のスペクトル分析のためにフーリエ変換を行うフーリエ変換部１０７と、フーリエ変換された信号に対して補間処理を行う補間部１０８と、補間して得られた信号に対し空間フィルタ処理を行う空間フィルタ部１０９と、３次元表示のための処理を行う３次元表示処理部１１０と、３次元の表示を行う表示部１１１と、各部の制御を行う制御部１１２からなっている。
本参考例においては、補間部１０８、空間フィルタ部１０９、３次元表示処理部１１０、及び制御部１１２等は、コンピュータを用い、それぞれ補間プログラム、空間フィルタプログラム、３次元表示プログラム、制御プログラムの実行によって、それらの機能が実現される。制御部１１２は走査部１０２、補間部１０８、空間フィルタ部１０９、３次元表示処理部１１０を制御する。
【００１３】
アンテナ部１０１は、図２（ａ）に示すように、多数の微小アンテナ２１、２２等がマトリクスに配列された構造を有する。各微小アンテナ２１、２２は図２（ｂ）に示すように、ループアンテナとスイッチ素子が直列に接続された構造を有する。
各ループアンテナはアンテナ部１０１の測定平面に対して指向性を緩和するため、ループアンテナのループで形成される平面が図２（ｃ）に示すようにマトリクス配列の行方向及び列方向に対して傾斜すると共に、行方向及び列方向に垂直な方向（すなわち測定平面に対して垂直な方向）にも傾斜している。さらに、微小なループアンテナを隣り合うものが互いに直角になるように配列したものである。
【００１４】
走査部１０２はアンテナ部１０１の微小アンテナを順次走査選択して増幅部１０３へ受信信号を伝達する。走査は、例えば図３（ａ）に示すように各行毎に方向を変えながら蛇行するように行う。
なお、複数の微小アンテナを同時に選択走査するいわゆる多重走査を行うように構成することもできる。図３（ｂ）は２つの走査を同時に行うデュアル走査を行う場合の走査方法を示すものである。
【００１５】
図４は走査部にマルチプレクサを用いた例を示し、アンテナ部１０１が微小アンテナの８×８マトリックスで構成された場合に、８ｔｏ１マルチプレクサを行及び列にそれぞれ用いて、図３（ａ）に示す走査を行うようにマルチプレクサによる選択を行う。すなわち、２次元配列のマトリクスの列線ｘ１〜ｘ８に各微小アンテナのスイッチ素子のゲートを接続し、行線ｙ１〜ｙ８にスイッチ素子のアノードを接続し、微小アンテナのもう一つの端子は共通線ｃに接続されている。  行用のマルチプレクサ４３により１つの行線が選択され、選択された行線にのみ残りの行線とは異なる電圧が印加される。
同時に列用のマルチプレクサ４２により１つの列線が選択され、選択された列線にのみ残りの列線とは異なる電圧が印加される。
そうすると、選択された列線と行線の交点の微小アンテナ素子のスイッチ素子が導通し、そのスイッチ素子に直列に接続されたループアンテナの受信信号がマルチプレクサ４３を介してその出力端子４４に出力される。
１つの行線がマルチプレクサ４３により選択されている間に、マルチプレクサ４２が列線ｘ１、ｘ２、…、ｘ８と順次選択することにより、１つの行の微小アンテナ群を順次に走査する。次の行がマルチプレクサ４３により選択されると、マルチプレクサ４２が列線ｘ８、ｘ７、…、ｘ１と前の行とは逆順に順次選択することにより、次の行の微小アンテナ群を走査する。これにより図３（ａ）に示すような蛇行した走査を行う。
【００１６】
図５に示すように、アンテナ部及び走査部を変更して実施することも可能である。この変更例は、アンテナ部５１をループアンテナの素子を２次元配列して構成したものを用い、２つのアンテナ出力信号を同時に出力できるようデュアル走査（多重走査）を行う。すなわち、第１の８ｔｏ１行選択用マルチプレクサ５２と第１の８ｔｏ１列選択用マルチプレクサ５３からなる第１の走査部により、図３（ｂ）のｃｈ１の走査順に従ってループアンテナ素子を順次選択して差動増幅器（センスアンプ）５６を経て、第１のアンテナ出力信号を得る。同様にして、第２の８ｔｏ１行選択用マルチプレクサ５４と第２の８ｔｏ１列選択用マルチプレクサ５５からなる第２の走査部により、図３（ｂ）のｃｈ２の走査順に従ってループアンテナ素子を順次選択して差動増幅器５７を経て、第２のアンテナ出力信号を得る。
このようなデュアル走査で２次元配列アンテナを複数同時に受信できるようにすることにより、走査時間、測定表示までの時間を短縮することができる。
【００１７】
なお、２次元配列アンテナの走査は上記のように順番に行うほかに、アンテナを任意の順番で走査するようにしてもよい。例えば、図２（ａ）に示すように第１及び第２の２つの指向性の異なる微小アンテナを交互に規則的に配置したアンテナ部を走査する場合に、第１の走査部は第１の指向性の微小アンテナのみを順次走査し、第２の走査部では第２の指向性の微小アンテナのみを順次走査するようにすれば、後述する図７のステップＳ７１の補間のための配列Ａ及び配列Ｂが分割処理をすることなく、アンテナ部の走査時に得られることとなる。
【００１８】
増幅部１０３はアンテナ部１０１の検出した電磁波信号すなわちアンテナ信号の増幅を行う。
検波部１０４は増幅されたアンテナ信号の検波を行う。検波されたアンテナ信号の振幅は被測定対象から発せられた電磁波信号の強度を示すものであり、微小アンテナのマトリクス配列の走査によって得られる上記検波信号は、被測定対象の測定面上の電磁波の発生の２次元的な強度分布を表すものとなる。
【００１９】
検波信号は、以後のデジタルでの信号処理を行うためにＡＤ変換部１０５によってアナログ信号からデジタル信号に変換される。変換された信号は、フーリエ交換部１０７での計算効率の向上のためにフーリエ交換が計算終了するまで一時的にメモリ部１０６に待機される。
【００２０】
図６（ａ）は、メモリ部１０６及びフーリエ変換部１０７（図６では６６）の構成の概略を示すもので、これは２回フーリエ変換を行う場合の例を示すものである。
アンテナのマトリクス配列の１行分のデータを保持可能な容量を有するＦＩＦＯによって構成される２個の記憶部Ａ６３、Ｂ６４を有し、それらの記憶部Ａ６３、Ｂ６４へは、切替スイッチ６１によって、検波出力またはフーリエ変換出力６７が交互に選択される。さらに切替スイッチ６２により記憶部Ａ６３または記憶部Ｂ６４への入力を交互に切り替えられる。また、各記憶部６３、６４からの出力は切替スイッチ６５によって、図６（ｂ）に示すように、交互にフーリエ変換部６６へ出力される。
これらの切替スイッチの状態の組合せは、次の２つの状態がある。第１の切替状態では、切替スイッチ６１が検波出力Ａ側を選択し、切替スイッチ６２は記憶部Ａ６３側を選択し、切替スイッチ６５は記憶部Ｂ６４側をフーリエ変換部６６へ接続する。これらの切替スイッチが反対側に切り替わった第２の状態のときには、切替スイッチ６１がフーリエ変換出力Ｂを選択し、切替スイッチ６２は記憶部Ｂ６４側を選択し、切替スイッチ６５は記憶部Ａ６３側をフーリエ変換部６６へ接続する。この２つの切替状態が交互に実行される。
【００２１】
その動作は、切替スイッチ６１が検波出力Ａを選択する第１の切替状態においては、検波出力Ａが記憶部Ａ６３に記憶される。それと同時に、記憶部Ｂ６４に記憶されている前回走査のアンテナ信号（これは前の動作サイクルで１回目のフーリエ変換が既に行われた結果のデータである）に対してフーリエ変換部６６で２回目のフーリエ変換が行われ、空間フィルタ１０８へ出力される。
切替スイッチ６１がフーリエ変換出力Ｂ側を選択する第２の切替状態においては、記憶部Ａ６３の出力がフーリエ変換部６６により第１回目のフーリエ変換が行われ、その結果が記憶部Ｂ６４へ保持される。
この第１の切替状態と、第２の切替状態の２つの動作サイクルを繰り返すことにより、２回フーリエ変換を１個のフーリエ変換部６６で行うことができる。
１回のフーリエ変換では信号を周波数変換したデータが得られ、充分に実用に供することができるが、２回フーリエ変換することにより周波数を強度順に検知することができるため、得られた強度順を３次元表示描画順にすることができる。
なお、図６に示すフーリエ交換の回路を２個並列に使用することにより、変換時間を短縮することができ、リアルタイムの処理に有利となる。また、並列にする利点は同じ信号に関して２回以上フーリエ交換を短時間で行なうことを可能にした点である。
【００２２】
図７は補間部１０８及び空間フィルタ部１０９の処理手順を説明するための図である。
微小アンテナの２次元配列はアンテナの指向性が隣接アンテナとは異なる方向となるように配列して、指向性が緩和されるように構成されている。補間をするために、アンテナ配列のデータをアンテナの指向性が同じもののみの組に分割する（ステップＳ７１）。この例の場合は２組の配列Ａ及び配列Ｂに分割する。
図６中の配列Ａ及びＢの黒く塗った部分が選択された微小アンテナの部分である。
【００２３】
次に分割された配列Ａのデータに対する補間を行う（ステップＳ７２）。最初Ｘ方向の同一方向のアンテナで隣り合う部分の受信信号を基にその間補間すべきデータを最小自乗法等適宜の補間方法を用いて求める。すなわち、補間データは、例えば、式ｆ（ｘｎ，ｙ）＝｛ａｎ＊Ａ［Ｘ−１，ｙ］＋ｂｎ＊Ａ［Ｘ，ｙ］｝／（ａｎ＋ｂｎ）により求める。
【００２４】
次にＹ方向おいても同様の処理を実施する。すなわち、補間データは、式ｆ（ｘ，ｙｎ）＝｛ａｎ＊Ａ［ｘ，Ｙ−１］＋ｂｎ＊Ａ［ｘ，Ｙ］｝／（ａｎ＋ｂｎ）により求める。
【００２５】
次に、分割された配列Ｂについて、配列Ａの場合と同様に補間を行う（ステップＳ７３）。
【００２６】
補間が施された配列Ａのデータと補間が施された配列Ｂのデータは合成して、配列Ｃのデータを作成する（ステップＳ７４）。合成は同じＸＹ座標のデータＯＤＤ［Ｘ，Ｙ］とＥＶＮ［Ｘ，Ｙ］とを加算平均することにより行う。すなわち、配列ＣのデータＦ［Ｘ，Ｙ］は、式Ｆ［Ｘ，Ｙ］＝｛ＯＤＤ［Ｘ，Ｙ］＋ＥＶＮ［Ｘ，Ｙ］｝／２により求める。本参考例では、もとの微小アンテナの２次元配列から指向性が同じもの同士を集めた配列Ａ、Ｂに分け、それぞれ別個に補間をすることにより、規則性が同じ傾向にあるもの同士の補間であるので、それぞれ滑らかな補間が可能となる。さらに、それらを合成した配列Ｃは、配列Ａ、Ｂに分けないで直接に補間する場合に比べて、滑らかで画質の優れた表示が可能となる。また、補間によりデータ数を増やしたことによる効果と相俟って、非常に優れた画質が得られる結果となっている。
【００２７】
次に、配列Ｃのデータに対して空間フィルタ処理を行う（ステップＳ７５）。空間フィルタ処理は、画像の処理等では公知のものであり、本参考例においては、各微小アンテナの検知データを画像における画素に対応させて、空間フィルタ処理を行うものに相当する。
すなわち、配列Ｃのデータをアンテナの配置間隔を一つの要素として図９に示すようにある座標のデータを決める際に自分自身のデータと前後左右斜めのデータをそれぞれ重みをかけて平均化することにより空間フィルタ効果をもたせる。
３×３の空間フィルタを用いた例では、各要素のデータをＤ［ｘ，ｙ］の表現形式で表すと、着目要素Ｆの値Ｆ（ｘ，ｙ）は、式Ｆ（ｘ，ｙ）＝｛ａ＊Ｄ［ｘ−１，ｙ−１］＋ｂ＊Ｄ［ｘ，ｙ−１］＋ｃ＊Ｄ［ｘ＋１，ｙ−１］＋ｄ＊Ｄ［ｘ−１，ｙ］＋ｅ＊Ｄ［ｘ，ｙ］＋ｆ＊Ｄ［ｘ＋１，ｙ］＋ｇ＊Ｄ［ｘ−１，ｙ＋１］＋ｈ＊Ｄ［ｘ，ｙ＋１］＋ｉ＊Ｄ［ｘ＋１，ｙ＋１］｝／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ）の計算によって求める。ただし、０＜ａ＜１，０＜ｂ＜
１・・・・・，０＜ｉ＜１とする。また、各要素にかける重みａ，ｂ，…はアンテナの指向性を考慮して設定する。
図９の具体例においては、各要素のデータをＶ（ｘ，ｙ）と表すと、着目要素Ｆの新しいデータは、式｛０．５＊Ｖ（Ｘ１，Ｙ１）＋１．０＊Ｖ（Ｘ２，Ｙ１）＋０．５＊Ｖ（Ｘ３，Ｙ１）＋１．０×Ｖ（Ｘ１，Ｙ２）＋１．０＊Ｖ（Ｘ２，Ｙ２）＋１．０＊Ｖ（Ｘ３，Ｙ２）＋０．５＊Ｖ（Ｘ１，Ｙ３）＋１．０＊Ｖ（Ｘ２，Ｙ３）＋０．５＊Ｖ（Ｘ３，Ｙ３）により計算する。この計算を一番外側の要素を除く全ての要素に施すことにより、データの平滑化が実現される。
【００２８】
空間フィルタ処理されたデータは表示用配列Ｄに記憶する（ステップＳ７６）。
【００２９】
３次元表示処理部１１０は、空間フィルタ部１０９による処理結果を３次元表示するための計算処理部であり、処理結果の表示は表示部（ＣＲＴ）１１１で行う。３次元表示は、測定平面であるＸＹ平面に垂直なＺ軸方向上に平面における各位置における電界強度を表すような表示によって行う。
【００３０】
図１０に示す手順は、３次元表示に隠れる部分に関して、透明感を出すようにする描画手順の例を示すものである。図１０に示すように正面から見て奥になる部分から描画する。その際、重ならない部分は不透明色を使用するが重なる部分に関しては重なる回数に応じて描画時の透明度を調整する。そのため、まず、最初は正面から見て影になる部分の最も奥のデータ（矢視１）を透明度０で表示する（ステップＳ１０１）。次に影になる部分を透明度を０．５にして塗り直しをする（ステップＳ１０２）。さらに影になる部分があるときには、さらに透明度を上げて塗り直しをする。このようにして、影になる部分を順次描画して行く。影になる部分がない部分（矢視３）のデータは透明度０で表示する。
このように、重なる部分に関しては手前が一番透明度を持たせることにより透明感のある３次元画像を形成することができる。
【００３１】
図１１はこの電磁波測定装置によりプリント配線基板から放射される電磁波を受信し、その検波信号に補間及び空間フィルタ処理を施したのち、３次元表示をした画像の一例を示すものである。測定対象のプリント配線基板は中央に幅のある導体がプリント配線されたものであり、図１１には、その導体部分に沿って大きな電磁波の放射が出ており、両端部が節で中央部に腹のある定在波が立ち、それと直交する方向にも若干の定在波が生じていることが、滑らかな曲線で立体的に表示されており、電磁放射の状況を明瞭に読みることができる。このような測定結果の３次元表示から、例えば、印刷配線のどの部分に、インピーダンス低下用のコンデンサを形成すべきかの判断を下すことができる。
【００３２】
図１２（ａ）はこの電磁波測定装置により同図（ｂ）に示すようなプリント配線基板から放射される電磁波の３次元表示画像の例を示すものである。図１２（ｂ）に示すように測定対象のプリント配線基板は、第１の配線層１２１、絶縁体１２２、接地線１２３、第２の絶縁体１２４、Ｖｃｃ電源供給導体１２５、第３の絶縁体１２６、第２の配線層１２７の積層体からなっている。第１の配線層１２１には図のようにＬ字形の電圧供給導体がプリントされ、この導体には３Ｖの電圧が印加されており、また、Ｖｃｃ電源供給導体には５Ｖの電圧が印加されてこの基板の回路は動作している。このような状態で基板の第１の配線層１２１側の表面から放射される電磁波を測定し、フーリエ変換による周波数１０３ＭＨｚの成分を、本装置の処理によって表示したものが図１２（ａ）の３次元表示である。この図は、実際はカラー表示され、電界強度０〜５μＶの範囲を赤色１２８で、電界強度５〜１０μＶの範囲を緑色１２９で、電界強度１０〜１５μＶの範囲を青色１３０で、電界強度１５〜２０μＶの範囲を黄色１２８で表している。
この図１２（ａ）からＬ字形の３Ｖの電圧を印加されている部分に最も電磁波放射の強い部分があり、それを中心に比較的電磁波放射の大きい部分が広がっていることが分かる。
【実施例】
【００３３】
図１３は、以上に説明した参考例をさらに改良した本発明の実施例の電磁波測定装置の構成を示すものである。
前述の参考例においては、微少アンテナの指向性と配列に起因する規則的な検出感度のむらを補正するために空間フィルタを用いており、その空間フィルタの重みの分布としては適宜に決定した固定値を用いている。本実施例では、空間フィルタの重みデータを基準電磁波による実測データに基づいて決定することにより、より高い精度で検出感度のむらを補正することができるようにした。さらに実施例では、アンテナ配列における各微少アンテナの感度のむらを基準電磁波による実測データに基づいて補正す
る手段を付加することにより、一層の精度の高い電磁波の測定を可能としている。
また、参考例では、アンテナ配列の横方向及び縦方向を個別に１次元の補間を行ってデータ量を増やし滑らかな表示を可能としているが、本実施例では２次元の補間を行うことにより、さらに精度の高い補間処理結果を得ることができるようにしている。
【００３４】
実施例の電磁波測定装置は、図１３に示すように、Ｘ−Ｙテーブル部１３１、送信アンテナ部１３２、送信部１３３、配列アンテナ電磁界測定部１３４、スペクトラムアナライザ部１３５、制御、演算部１３６、及び表示部１３７で構成されている。送信アンテナ部１３２がＸ−Ｙテーブル部１３１に設置されており、制御、演算部１３６からの指令を受けて、送信アンテナ部１３２を所定の位置に移動できるようになっている。送信アンテナ部１３２は、Ｘ−Ｙテーブルにより所定の位置に移動した後、送信部１３３から駆動信号を受けて電磁波を発生する。この送信アンテナ部１３２及び送信部１３３は電磁波測定装置がＶＣＣＩ，ＦＣＣなどの適合を最終的な目標にしているため１ＧＨｚ迄１０ＭＨｚおきにスペクトルが発生し、かつできるだけ周波数特性がフラットになるように工
夫されている。
配列アンテナ電磁界測定部１３４は、感度補正データ及び空間フィルタ重み付けデータの実測段階においては、送信アンテナ部１３２から送信された電磁波の強度を測定し、プリント基板等の電磁波を放射する電子部品の障害電磁波の測定段階においては、その電子分品からの近接電磁界を測定する。
配列アンテナ電磁界測定部１３４の測定結果の電磁波はスペクトラムアナライザ部１３５でフーリエ変換されて周波数情報になる。
制御、演算部１３６は、感度補正データ及び空間フィルタ重み付けデータの実測段階においては、フーリエ変換された周波数情報から感度補正データテーブル及び空間フィルタ重み付けテーブルを作成する。電子部品の放射する電磁波の測定においては、感度補正、空間フィルタによる補正、補間等の処理を行う。
【００３５】
図１４は図１３の機能を示すブロック図である。図１３あるいは図１の要素と同じ機能の要素には同じ符号を付している。図１４に示すように、配列アンテナ電磁界測定部１３４の具体的構成は、図１におけるアンテナ部１０１、走査部１０２、増幅部１０３、検波部１０４、ＡＤ変換部１０５、メモリ部１０６から構成される部分と同じである。
また、スベクトラムアナライザ１３５は図１におけるフーリエ変換部１０７と同じである。
制御、演算部１３６は、感度補正テーブル作成部１４１、感度補正テーブル１４２、重み付けデータ作成部１４３、空間フィルタ重み付けテーブル１４４、感度補正部１４５、空間フィルタ部１４６、補間部１４７、３次元表示処理部１４８からなっている。感度補正データ作成部１４１は、送信アンテナ部１３２からの基準電磁波を配列アンテナ電磁界測定部１３４により受信して電磁界強度を測定し、スベクトラムアナライザ１３５でフーリエ変換された周波数情報から、感度補正データを抽出して感度補正データテーブル１４２に感度補正データを保存するものである。重み付けデータ作成部１４３は、上記フーリエ変換された周波数情報をもとに空間フィルタの重み付けデータを作成し、空間フィルタ重み付けテーブル１４４に保存するものである。
感度補正部１４５は、感度補正データテーブル１４２を参照して、各微少アンテナごとにその出力を補正するものである。
空間フィルタ部１４６は空間フィルタ重み付けテープ１４４を用いて、フィルタ処理をするものである。
補間部１４７は、２次元の補間処理を行うものである。
【００３６】
図１５、図１６及び図１７は本実施例の動作を示すフロー図であり、そのステップＳ１〜ステップＳ７は、感度補正データテーブル作成するための処理を示し、ステップＳ８〜ステップＳ１４は空間フィルタ重み付けテーブルを作成するための処理フローであり、ステップＳ１５〜ステップＳ２０は電子部品から発生する電磁波の測定における感度の補正、及び空間フィルタ処理を示す処理フローである。
【００３７】
以下、本実施例の動作を説明する。
配列アンテナ電磁界測定部１３４にＸ−Ｙテーブル１３１を装着する。
Ｘ−Ｙテーブル１３１は送信アンテナ部１３２を配列アンテナ電磁界測定部１３４の任意の位置の（Ｘｎ，Ｙｎ）座標に移動できるようになっている。このＸ−Ｙテーブル１３１は、感度補正データテーブル１４２、空間フィルタ重み付けテーブル１４４を作成する時にのみ使用するため、通常は外しておく。
まずＸ−Ｙテーブル１４４で配列アンテナ電磁界測定部１３４の任意の位置（Ｘｎ，Ｙｎ）座標に、送信アンテナ部１３２を移動する（ステップＳ１）。
次に送信部１３３よりアンテナ駆動パルスを発生し送信アンテナ部１３２から電磁波を放射する（ステップＳ２）。放射する電磁波は通常パルス波で駆動する。ＶＣＣＩの周波数範囲が３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚであるため、Ｐｕｌｓｅ波形としては０ＭＨｚから１００ＭＨｚおきに１ＧＨｚ迄一定強度を仮定した逆フーリエ変換した波形を信号として加え、できるだけ平坦な周波数特性の電磁波になるように工夫をしている。また、配列アンテナ電磁波測定機での精度を更に必要な測定の時には正弦波を３０ＭＨｚから１ＧＨｚ迄、掃引することもある。
【００３８】
任意の位置に（Ｘｎ，Ｙｎ）座標で送信された電磁波を配列アンテナ電磁界測定部１３４のアンテナ部１０１で受信し（ステップＳ３）、電磁放射をスペクトルアナライザで周波数強度に変換して記憶する（ステップＳ４）。
Ｉ１（Ｘｎ，Ｙｎ）＝（周波数、強度）
【００３９】
配列アンテナ全ての座標に関して情報を記憶する（ステップＳ６）。
次に各周波数で最小強度を検索し最小強度を基準にしてその差を求めることにより感度補正データテーブルを作成する（ステップＳ７）。
Ｃ１（Ｘｎ，Ｙｎ）＝（周波数、強度&#8722;最小強度）
【００４０】
次に再度送信アンテナ部１３２を配列アンテナ電磁界測定部１３４のアンテナ部１０１の（Ｘｎ，Ｙｎ）座標上部に移動し（ステップＳ８、送信部１３３よりアンテナ駆動パルスを発生して送信アンテナ部１３２から電磁波を放射する（ステップＳ９）。
アンテナ部１０１で電磁放射を受信し（ステップＳ１０）、スペクトラムアナライザ１３５で周波数ごとの電磁界強度に変換する（ステップＳ１１）。
（Ｘｎ，Ｙｎ）座標での送信アンテナからの電磁波放射に対し、次の９ヶ所の配列アンテナでの周波数ごとの電磁界強度をアンテナ感度の補正を施した上で記憶する（ステップＳ１２）。
（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１），（Ｘｎ，Ｙｎ−１），（Ｘｎ＋１，Ｙｎ−１）
（Ｘｎ−１，Ｙｎ），  （Ｘｎ，Ｙｎ）      ，（Ｘｎ＋１，Ｙｎ）
（Ｘｎ−１，Ｙｎ＋１），（Ｘｎ，Ｙｎ＋１）  ，（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）
【００４１】
その感度の補正は、前記ステップＳ１〜ステップＳ７により生成した感度補正データテーブルを用いて行う。受信強度がＩ１（Ｘｎ，Ｙｎ）の強度にたいするＣ１（Ｘｍ，Ｙｍ）の補正データを減算することにより行い、アンテナの感度を一定にする。
Ｉ２（Ｘｍ，Ｙｍ）＝Ｉ１（Ｘｍ，Ｙｍ）&#8722;Ｃ１（Ｘｍ，Ｙｍ）
【００４２】
次にこのＩ２（Ｘｍ，Ｙｍ）を元に各周波数と各配列アンテナに関し、空間フィルタ重み付けテーブルを作成する。重みづけ係数は以下の式を適用する（ステップＳ１３）。
Ｗ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝｛  Ｆｍ，Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１），Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ−１），Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ−１），Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ），Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ），Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ），Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ＋１），Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ＋１），Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）｝
【００４３】
配列アンテナ全てにわたって上記Ｗ（Ｘｎ，Ｙｎ）を計算し空間フィルタ重み付けテーブルとする（ステップＳ１４）。
【００４４】
これで実際の配列の感度差と指向性情報が加わった空間フィルタ重み付けテーブルが記憶されたのでＸ&#8722;Ｙテーブル１３１を外し実際の測定に移る（ステップＳ１５）。
【００４５】
実際の測定対象を配列アンテナ電磁波測定部１３４に搭載し、測定を開始する。
配列アンテナの走査を開始し（ステップＳ１６）、スペクトルアナライザで周波数強度に変換する（ステップＳ１７）。
【００４６】
この際、アンテナ感度の補正をする。すなわち、記憶してある感度補正データテーブルのデータを用いて次の演算を全座標のアンテナ配列に施してデータを一旦、記憶する（ステップＳ１８）。
Ｉ２（Ｘｍ，Ｙｍ）＝Ｉ１（Ｘｍ，Ｙｍ）−Ｃ１（Ｘｍ，Ｙｍ）
【００４７】
次に、空間フィルタ演算を実施する（ステップＳ１９）。
空間フィルタ演算目的アンテナ座標が（Ｘｎ，Ｙｎ）である場合、その空間フィルタ演算は次の式で表される。
Ｉ３（Ｘｎ，Ｙｎ）＝｛Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）×Ｗ（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）＋Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ−１）×Ｗ（Ｘｎ，Ｙｎ−１）＋Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ−１）×Ｗ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ−１）＋Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ）×Ｗ（Ｘｎ−１，Ｙｎ）＋，Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ）×Ｗ（Ｘｎ，Ｙｎ）＋Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ）×Ｗ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ）＋Ｉ２（Ｘｎ−１，Ｙｎ＋１）×Ｗ（Ｘｎ−１，Ｙｎ＋１）＋Ｉ２（Ｘｎ，Ｙｎ＋１）×Ｗ（Ｘｎ，Ｙｎ＋１）＋Ｉ２（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）×Ｗ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）｝／ΣＷｎ
ただし、Σはｎ＝１からｎ＝９まで。
この演算を施したデータを更に記憶する。
補間部１４７がない場合には、ここまでで計算は全て終わっているのでＩ３（Ｘｎ，Ｙｎ）をもとに３次元表示処理部１４８により表示処理して表示部１３７に結果を表示することが可能である（ステップＳ２０）。図１４のように補間部１４７を付加している場合には、補間部１４７で補間を行うが、以降に説明するように、本実施例では、２次元による精密な補間処理を行う。
【００４８】
この補間は上述の感度補正部１４５による感度補正と空間フィルタ部１４６による空間フィルタ重み付け演算を加えた空間フィルタ演算算処理が終了したデータに対して行われる。何故ならばアンテナ配列の規則性による画像誤差を補正した後に行わなければ補間が配列規則性により感度差がでている信号同士で演算するため、ただ、データ量を増やすのみで忠実度が更に悪化してしまうからである。通常データ補間を行う場合Ｘ方向の１次元で公知の技術である。スプライン補間法などで補間し次にＹ−方向の演算を施して２次元化する方法が取られている。本実施例はスプライン補間と異なり上述の空間フィルタ法を改善することにより補間を実現したものである。基本的にはアンテナ配列ピッチ以下の座標を仮定し、新座標の値を空間データの演算により決定するものである。この際、演算に用いる重みは新座標と旧座標の距離を計算し、この距離に反比例するように重みが加えられる。
【００４９】
図１８及び図１９では、３×３の空間フィルタを仮定してＸ−Ｙ方向とも３倍の密度になるようにする場合の計算方法を図式で表している。図２０はその計算方法を更に一般的に説明するためにフローチャートで示したものである。
これらの図を参照して、本実施例の補間方法を説明する。
最初に補関数ｍを決める（ステップＳ２０１）。
補関数から補間ピッチＳＡを算出する（ステップＳ２０２）。
ＳＡ＝ＡＰ／ｍ（ＡＰ：配列アンテナピッチ）
【００５０】
次に補間する点を仮定して補間する点の座標（ｓｘｎ，ｓｙｎ）から基本アンテナ配列の座標中心（Ｘ１，Ｙ１）までの距離を計算する（ステップＳ２０３）。
Ｌ１＝（ｓｘｎ，ｓｙｎ）から（Ｘ１，Ｙ１）までの距離
Ｌ２＝（ｓｘｎ，ｓｙｎ）から（Ｘ２，Ｙ１）までの距離
Ｌ３＝（ｓｘｎ，ｓｙｎ）から（Ｘ３，Ｙ１）までの距離
・・・・
Ｌｎ＝（ｓｘｎ，ｓｙｎ）から（Ｘｎ，Ｙｎ）までの距離
【００５１】
補間点から基本アンテナ配列座標中心までの距離の総延長を計算する（ステップＳ２０４）。
ＴＬ＝ΣＬｎ    （ただし、Σはｎ＝１からｎ＝ｍまでの総和）
【００５２】
次に距離の関係が電磁界強度に半比例するように次の式で電磁界強度Ｉ（ｓｘ１，ｓｙ１）を算出する（ステップＳ２０５）。
Ｉ（ｓｘ１，ｓｙ１）＝｛Σ（ＴＬ&#8722;Ｌｎ）×Ｉ（Ｘｎ，Ｙｎ）｝／ｍ×ＴＬ
ただし、（ただし、Σはｎ＝１からｎ＝ｍまでの総和）
【００５３】
この実施例によれば、実際の測定に移る前に、配列アンテナの個々の感度差のデータを得るとともに、指向性特性の影響を表す空間フィルタの重み付けデータを得て、測定対象に対する測定結果を補正するので、忠実度が高く信頼性の高い画像表示用データが取得できる。
【００５４】
また、この実施例によれば、単純なスプライン補間ではなく上記のように補正した後の配列アンテナの２次元配列のデータと微少ピッチの補間点との距離計算を行い、空間フィルタの手法を用いて、補間点の値を算出しているため、配列アンテナの規則性に影響されない補間が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の参考例の構成を示す図
【図２】（ａ）〜（ｃ）はアンテナ部の構成を説明するための図
【図３】（ａ）は通常の走査、（ｂ）はデュアル走査の走査順序を示す図
【図４】走査部の構成を説明するための図
【図５】デュアル走査を説明するための図
【図６】フーリエ変換部を示す図
【図７】補間及び空間フィルタの処理手順を示す図
【図８】補間の方法を説明するための図
【図９】空間フィルタの動作を説明するための図
【図１０】３次元表示の描画手順の一例を示す図
【図１１】３次元表示の一例を示す図
【図１２】３次元表示の他の例を示す図
【図１３】本発明の実施例の構成の概略を示す図
【図１４】本発明の実施例の構成の詳細を示す図
【図１５】感度補正テーブルの作成手順を示す動作フロー図
【図１６】空間フィルタ重み付けテーブルの作成手順を示す動作フロー図
【図１７】感度補正テーブル、空間フィルタ重み付けテーブルを用いた電磁波測定の手順を示す動作フロー図
【図１８】本発明の補間を説明するための図
【図１９】補間における演算内容を示す図
【図２０】補間の手順を示す動作フロー図
【符号の説明】
【００５６】
１０１…アンテナ部、１０２…走査部、１０３…増幅部、１０４…検波部、１
０５…ＡＤ変換部、１０６…メモリ部、１０７…フーリエ変換部、１０８…補間
部、１０９空間フィルタ部、１１０…３次元表示処理部、１１１…表示部（ＣＲ
Ｔ）、１１２…制御部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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