(57)【要約】【課題】電磁界測定装置において、解析の複雑性を低減させるとともに、瞬時探知性を向上させること。【解決手段】それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加され、所定の半径の円周上に配置された複数の変調散乱素子１４と、放射源からの放射信号が変調散乱素子１４で変調された変調散乱信号を受信する受信アンテナ１５と、受信アンテナ１５が受信した信号の基準信号を生成するために所定の位置に設置される参照アンテナ１６を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加され、所定の半径の円周上に配置される複数の変調散乱素子と、
放射源からの放射信号が前記変調散乱素子で変調された変調散乱信号を受信する受信アンテナと、
を備えたことを特徴とする電磁界測定装置。
【請求項２】
前記受信アンテナが受信した信号の基準信号を生成するために所定の位置に設置される参照アンテナをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁界測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁界測定装置に関するものであり、特に、漏洩電磁波を測定する電磁界測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電磁波の利用形態が多様化・一般化し、利用密度も飛躍的に増大する傾向にある。このような状況の中で、昨今電磁環境両立性（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に関する問題がある。具体的には、無線端末が送信する電磁波や電子機器から漏洩する不要電磁波が他の装置に干渉して誤動作や通信品質を低下させる障害が発生しているため、重大な社会的影響が懸念されている。
【０００３】
これらの不要電波を測定する装置として、互いに１８０°向き合わせて配置され、二つの校正された電磁界測定プローブと、この電磁界測定プローブを測定対象の電磁波源を中心として１８０°回転させ、電磁界分布や波原分布を求める電磁界分布測定装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−０２６９３０号公報（第３−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この電磁界分布測定装置は、電磁波源を取り囲む曲面上の電磁界を測定し、得られた電磁界分布を解析して波源分布を求め、あるいは、電磁波源を含む閉曲面上の電磁界分布を測定し、この電磁界分布から任意の点における電磁界を求める必要があった。したがって、この電磁界分布測定装置は、上述のような複雑な解析を必要とするため、解析に時間がかかるとともに、瞬時探知性に劣るという欠点があった。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複雑な解析を必要とせず、瞬時探知性に優れた電磁界測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる電磁界測定装置にあっては、それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加され、所定の半径の円周上に配置される複数の変調散乱素子と、放射源からの放射信号が前記変調散乱素子で変調された変調散乱信号を受信する受信アンテナとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、所定の半径の円周上に配置される複数のアンテナ素子は、それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加される。また、放射源から放射された放射信号がこれらのアンテナ素子で変調され、受信アンテナは、これらの変調散乱信号を受信する。
【０００９】
つぎの発明にかかる電磁界測定装置にあっては、前記受信アンテナが受信した信号の基準信号を生成するために所定の位置に設置される参照アンテナをさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、所定の位置に設置された参照アンテナは、受信アンテナが受信した信号の基準信号を生成するために使用され、電磁界の強度分布だけでなく、位相分布をも求めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる電磁界測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態にかかる電磁界測定装置の構成を示す概要図である。同図に示す電磁界測定装置は、放射源１２を取り囲む所定半径の円周上に配置された多数の変調散乱素子１４と、ｙ軸上に設置された受信アンテナ１５と、受信アンテナ１５から送信された信号の波形を時間領域で記録する時間波形記録装置２１と、時間波形記録装置２１から送信された信号の波形を解析する波形解析装置２２とを備えている。
【００１３】
つぎに、図１を用いて、この電磁界測定装置の動作を説明する。複数の変調散乱素子１４には、それぞれ異なる周波数のローカル信号が印加されている。一方、放射源１２から放射された電磁波は、これらの変調散乱素子１４で散乱される。このとき、変調散乱素子１４で散乱される散乱波は、それぞれが異なる周波数で変調された変調散乱波となる。ｙ軸上に配置された受信アンテナ１５は、この変調散乱波を受信し、この受信信号を時間波形記録装置２１に送信する。時間波形記録装置２１は、受信アンテナ１５から送信された信号を記録する。時間波形記録装置２１で記録された信号は、波形解析装置２２に送信される。波形解析装置２２は、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換（例えば、フーリエ変換）するとともに変換された信号を処理して電磁界測定面での電磁界強度分布を作成する。
【００１４】
図２は、変調散乱素子として用いられる変調散乱ダイポールアンテナの模式的な構造を示す図である。同図に示すように、ダイポールアンテナの給電端と並列にダイオード１７を装荷することによって、変調散乱素子を構成することができる。同図では、ダイオード１７に印加するローカル信号を同軸ケーブルで給電する例を示しているが、同軸ケーブルで給電せずにダイポールアンテナに直接ＶＣＯ（電圧制御発振器）を取り付けてもよい。また、同軸ケーブルで給電する場合、同軸ケーブルとダイポールアンテナとの間のインピーダンス整合を取るために、これらの間にバランを挿入したり、抵抗素子を挿入してもよい。
【００１５】
図３は、変調散乱素子の動作を説明するための説明図である。同図において、変調散乱素子１４には信号発生器２４からローカル信号（周波数ｆＬＯ）が印加されている。一方、放射源を模擬する送信アンテナ１９には信号発生器２３からＲＦ信号（周波数ｆＲＦ）が印加されている。いま、変調散乱素子１４にＲＦ信号がＲが入射すると、変調散乱素子１４に装荷されたダイオードはミキシングダイオードとして動作し、変調散乱素子１４からは主な周波数成分としてｆ＝ｆＲＦ＋ｆＬＯまたはｆ＝ｆＲＦ−ｆＬＯの周波数の信号が再放射される。
【００１６】
図４は、図１に示す電磁界測定装置において、さらに参照アンテナを備えた電磁界測定装置の構成を示す概要図である。同図において、参照アンテナ１６は、変調散乱素子１４が配置される円周を挟んで受信アンテナ１５と対角の位置に設置されている。参照アンテナ１６で受信した信号は、位相測定における基準信号となるものである。したがって、図４に示す電磁界測定装置では、電磁界強度分布に加えて位相分布を求めることができる。なお、図４では、参照アンテナ１６の位置を変調散乱素子１４が配置される円周を挟んで受信アンテナ１５と対角の位置に設置しているが、この位置に限られるものではなく、放射源１２からの信号が所定のレベルで受信できる任意の位置に設置することができる。
【００１７】
（測定結果）
図５は、図１に示す電磁界測定装置の測定系を示す概要図である。同図において、放射源１２が座標系の中心に設置され、半径Ｒの円周上に３つの変調散乱素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設置されている。変調散乱素子１４ａはｘ軸上に設置され、変調散乱素子１４ｂはｚ軸方向から見て時計回りの方向に変調散乱素子１４ａから素子間隔ｄだけ離間して設置され、変調散乱素子１４ｃはｚ軸方向から見て反時計回りの方向に変調散乱素子１４ａから素子間隔ｄだけ離間した位置に設置されている。受信アンテナ１５は、放射源１２の上方（ｚ軸上）に放射源１２からλ０だけ離間した位置に設置されている。参照アンテナ１６は、変調散乱素子１４の下方にλ０だけ離間した位置に設置されている。
【００１８】
つぎに、電磁界強度分布および位相分布の測定の手順について説明する。まず、変調散乱素子１４ａのみを設置し、他の変調散乱素子１４ｂ、１４ｃを除去した状態で電界強度を測定する。このとき得られた電界強度をＰ０とする。
【００１９】
つぎに、変調散乱素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃの３本を用いて、変調散乱素子１４ａの場合と同様な条件で電界強度を測定する。この測定で得られた電界強度は、素子間隔ｄの関数であり、これをＰ（ｄ）とする。このとき、素子間隔ｄの変化に対するＰ（ｄ）／Ｐ０の値を評価し、この値が±１ｄＢ以内にある素子間隔を選ぶ。測定結果は省略するが、素子間隔が３λ０／２以上のときは、Ｐ（ｄ）／Ｐ０がこの要件を満たすことを確認している。
【００２０】
そこで、図５において、二つの変調散乱素子１４ｂ、１４ｃを素子間隔ｄ＝３λ０／２の位置に配置し（すなわち、これらの変調素子間隔は３λ０となる。）、放射源１２をｚ軸の周りに回転させ、変調散乱素子１４ｂ、１４ｃから散乱される変調散乱波を用いて電磁界強度分布および位相分布を測定する。
【００２１】
図６（ａ）は、この測定によって得られた電磁界強度分布を示すグラフであり、（ｂ）は、この測定によって得られた位相分布を示すグラフである。同図（ａ）および（ｂ）に示すグラフにおいて、変調散乱法とは、二つの変調散乱素子１４ｂ、１４ｃを変調散乱素子として使用し、上述した測定手法に基づいて測定した測定結果であり、直接測定とは、ネットワークアナライザを用いて直接測定した測定結果である。なお、同図（ａ）および（ｂ）において、θとは、放射源の主放射方向とｘ軸とのなす角度であり、φとはθ＝０°のときに受信された信号の位相を基準とした信号位相を示すものである。
【００２２】
測定に使用したその他のパラメータは、放射源１２から送信される周波数ｆＲＦ＝１ＧＨｚ、Ｒ＝０．６ｍ（２λ０）、ｄ＝０．４５ｍ（３／２λ０）、変調散乱素子１４ｂのローカル信号ｆＬＯ１＝８０ＭＨｚ、変調散乱素子１４ｃのローカル信号ｆＬＯ２＝６０ＭＨｚである。
【００２３】
図６（ａ）および（ｂ）の結果を見れば明らかなように、電磁界強度分布および位相分布ともに精度よく測定されていることが確認できる。なお、図１に示した電磁界測定装置を用いれば、図６（ａ）の電磁界強度分を測定することができる。
【００２４】
なお、この測定では、放射源１２を回転させ、円周上に配置した二つの変調散乱素子を用いて電磁界強度分布および位相分布を測定したが、実際には、放射源１２の周りに複数の変調散乱素子が配置され、時々刻々と変化する時系列信号を周波数領域信号に変換するだけで、電磁界強度とその位相を短時間に出力することができる。
【００２５】
なお、この実施の形態では受信アンテナ１５と時間波形記録装置２１を信号ケーブルで接続する例を示したが、この例に限られるものではなく、受信アンテナ１５で受信した信号を、無線信号で時間波形記録装置２１に送信させることも可能である。
【００２６】
以上説明したように、この実施の形態の電磁界測定装置によれば、所定の半径の円周上に配置される複数のアンテナ素子は、それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加されるとともに、放射源から放射された放射信号がこれらのアンテナ素子で変調され、受信アンテナは、これらの変調散乱信号を受信するようにしているので、複雑な解析を必要とせず、瞬時探知性に優れた電磁界測定装置を提供することができる。
【００２７】
また、この実施の形態の電磁界測定装置によれば、受信アンテナが受信した信号の基準信号を生成するために所定の位置に参照アンテナを設置するようにしているので、電磁界の強度分布だけでなく、位相分布をも求めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、所定の半径の円周上に配置される複数のアンテナ素子は、それぞれに異なる周波数のローカル信号が印加されるるとともに、放射源から放射された放射信号がこれらのアンテナ素子で変調され、受信アンテナは、これらの変調散乱信号を受信するようにしているので、複雑な解析を必要とせず、瞬時探知性に優れた電磁界測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる電磁界測定装置の構成を示す概要図である。
【図２】変調散乱素子として用いられる変調散乱ダイポールアンテナの模式的な構造を示す図である。
【図３】変調散乱素子の動作を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す電磁界測定装置において、さらに参照アンテナを備えた電磁界測定装置の構成を示す概要図である。
【図５】図１に示す電磁界測定装置の測定系を示す概要図である。
【図６】（ａ）は、この測定によって得られた電磁界強度分布を示すグラフであり、（ｂ）は、この測定によって得られた位相分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１２  放射源
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  変調散乱素子
１５  受信アンテナ
１６  参照アンテナ
１７  ダイオード
１９  送信アンテナ
２１  時間波形記録装置
２２  波形解析装置
２３，２４  信号発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004251679.tif 000006
【図５】
2004251679.tif 000007
【図６】
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