(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置から放射される電磁波のフレネル領域における電磁界レベルを測定する複数の電磁プローブと、前記電磁プローブで得られる電磁界レベルを処理して局所ＳＡＲ値を算出する信号処理部と、前記電磁プローブと前記無線装置との相対的位置関係を調整する位置調整手段とを備え、
前記電磁プローブにおいて、予め局所ＳＡＲ値が分かっている基準無線装置と測定対象の無線装置のそれぞれの電磁界レベルを測定し、前記信号処理部において、ＳＡＲ値が電磁界レベルに比例することを利用して、予め分かっている前記基準無線装置の局所ＳＡＲ値から前記測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を推定して求めることを特徴とする局所ＳＡＲ測定装置。
【請求項２】
前記位置調整手段は、前記無線装置からの電磁界放射パターンに応じて前記電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を調整することを特徴とする請求項１に記載の局所ＳＡＲ測定装置。
【請求項３】
前記位置調整手段は、前記無線装置からの電磁界放射パターンが送信周波数に応じて複数存在する場合に、前記送信周波数によって前記電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を変化させることを特徴とする請求項１に記載の局所ＳＡＲ測定装置。
【請求項４】
予め局所ＳＡＲ値が分かっている基準無線装置の電磁界レベルを、前記無線装置から放射される電磁波のフレネル領域において測定するステップと、
測定対象の無線装置の電磁界レベルを前記無線装置から放射される電磁波のフレネル領域において測定するステップと、
前記測定した電磁界レベルに基づき、ＳＡＲ値が電磁界レベルに比例することを利用して、予め分かっている前記基準無線装置の局所ＳＡＲ値から前記測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を推定して求めるステップと、
を有することを特徴とする局所ＳＡＲ測定方法。
【請求項５】
前記無線装置からの電磁界放射パターンが送信周波数に応じて複数存在する場合に、前記送信周波数に応じて前記電磁界レベルを測定する電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を変化させるステップをさらに有することを特徴とする請求項４に記載の局所ＳＡＲ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の小型の無線装置における局所ＳＡＲを測定するための局所ＳＡＲ測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの携帯無線機の急速な需要拡大に伴い、生体への電磁波安全性の視点から、人体に対する電磁波の放射量を規制する動きが世界的に強まっている。特に、携帯電話機では、電磁波発生源となるアンテナを使用者の頭部に近接して使用するので人体に及ぼす有害な影響が懸念され、各国において局所ＳＡＲの上限値を定めて規制、管理している。これに伴い、携帯電話機の生産工程においても製品の局所ＳＡＲ値を管理した上で出荷する必要があり、迅速かつ高精度に局所ＳＡＲを検査する測定手段が求められている。
【０００３】
ＳＡＲ（Specific Absorption Rate）とは、人体が電磁界に曝された際の単位体重当たりの吸収電力であり、旧郵政省の電気通信技術審議会答申における「電波利用における人体の防護指針」などで指針値が示され、また同答申における「人体側頭部で使用する携帯電話端末等に対する比吸収率の測定方法」では、形状・寸法、頭部組織の電気的特性を人体に模擬させた人体（ファントム）を使用し、人体内に生ずるであろうＳＡＲを実験的に推定することが示されている。
【０００４】
一般に、携帯無線機の使用者の頭部における電磁波吸収を想定した局所ＳＡＲは、頭部の形状や寸法、頭部組織の電気的特性を人体に模擬させたファントムを使用して実験的に推定される。ここでは、携帯無線機を近接させたファントム内部に励起される電界強度分布を電界プローブを用いて測定し、その測定値からＳＡＲ値を次の（１）式により算出している。
【０００５】
【数１】
0004010869.tif 000002
【０００６】
ただし、σはファントムの導電率、ρは人体組織の密度である。
【０００７】
また、簡易的にＳＡＲを推定する方法として、ファントム表面における磁界強度Ｈより局所ＳＡＲを実験的に求める方法が提案されている（例えば、N. Kuster and Q. Balzano, "Energy absorption mechanism by biological bodies in the near field of dipole ant-ennas above 300MHz", IEEE Trans. Veh. Tech., vol. 41, no.1, pp.17-23, Feb. 1992  など）。この方法によれば、人体表面上に発生する局所ＳＡＲの分布には、次の（２）式の関係式が成り立つことが確認されている。
【０００８】
【数２】
0004010869.tif 000003
【０００９】
ファントム内に発生する電界強度Ｅ、或いはファントム表面における磁界強度Ｈは、携帯無線機の送信出力、アンテナの形状、ファントムとの位置関係などによって変化するため、局所ＳＡＲ評価にはファントムを用いた電界強度分布あるいは磁界強度分布の測定が必要となる。
【００１０】
従来、局所ＳＡＲ測定装置としては、例えば図７に示すように、電界プローブ６２、プローブ走査装置６３、ファントム６４を有して構成され、保持器６５上に保持された携帯無線機６１を測定する内部電界検出式の装置が知られている。この装置によれば、最も高精度に局所ＳＡＲを測定することが可能である。
【００１１】
また別の従来例として、例えば図８に示すように、ファントムを用いることなく、電界プローブ７２を局所ＳＡＲの最大値が発生する部位付近に固定し、保持器７５上に保持された携帯無線機７１から放射される自由空間における近傍電磁界を測定する近傍電界検出式の局所ＳＡＲ測定装置が知られている。この装置は構成が単純であり、プローブ走査を行わないので、短時間に測定することが可能であり、量産工程に導入するのに適している。
【００１２】
さらに、例えば特許第２７３７６６１号公報や特許第２７９０１０３号公報には、アンテナから放射された電磁界の内、ファントム表面で反射された磁界を検出する、近傍磁界検出式の構成が開示されている。この構成では、電磁プローブを移動、回転させることにより、高精度に磁界分布を測定し、測定した磁界分布から局所ＳＡＲを推定するようになっている。これによれば、比較的簡単な構成で局所ＳＡＲを推定することが可能である。
【００１３】
また、特開平１１−１３３０７９号公報には、電波吸収体を内壁に配置したシールド箱内に進行波アンテナを複数配置し、アンテナ群で収集した電磁界を位相合成する合成器と、加算した電磁界を放射電力として読み取る手段を備えた電磁波結合装置の例（電磁波結合方式）が開示されている。この電磁波結合方式の装置では、被測定物である携帯無線機アンテナから放射された電磁波を生産工程で安定して測定することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例の内部電界検出式、近傍電界検出式、近傍磁界検出式の局所ＳＡＲ測定装置は、ファントムの局所ＳＡＲ値を測定する必要性からアンテナの極近傍にプローブ手段を配置しており、測定対象となる携帯無線機の位置や置き方、或いはアンテナの位置や向きによって測定データがバラツキ易いという課題がある。
【００１５】
ここで、極近傍界のＳＡＲ測定において、測定データにバラツキが発生し易い要因について説明する。図９はアンテナの最も基礎的な単位となる微小ダイポールアンテナから放射される電磁界成分を説明する図である。微小ダイポールアンテナの波源を原点としたときに、距離Ｒ離れた位置Ｃ点における電磁界は、次の（３）式〜（７）式のように示される。
【００１６】
【数３】
0004010869.tif 000004
【００１７】
ここで、λは波長、ｋは波数、Ｉは微小ダイポールアンテナの電流、Ｌは微小ダイポールアンテナの長さ、εは伝搬空間の誘電率、μは伝搬空間の透磁率、である。
【００１８】
上式によると、アンテナから放射される電磁界は、アンテナ近傍から離れるに従って、距離Ｒに反比例した成分（放射電磁界）が支配的になるが、距離Ｒが小さいところでは、距離の二乗に反比例した項（誘導電磁界）や三乗に反比例した項（準静電界）が支配的になる。このため、一般的に電磁界を取り扱う場合には、約λ／１００より近傍で準静電界成分が支配的になる領域を極近傍界、約５λより遠方で放射電磁界成分が支配的になる領域を遠方界、その間の領域をフレネル領域と呼び、それぞれの領域を区別している。
【００１９】
つまり、アンテナに対し約λ／１００より近傍の極近傍界においては、距離の三乗に反比例した準静電界成分が支配的となるため、このような領域での測定では、ごく僅かな相対位置の差が電磁界の大きな誤差になってしまう問題点がある。
【００２０】
携帯電話システムで一般的に運用されている８００ＭＨｚ帯の周波数では、λ／１００は約０．４ｃｍに相当する。図７の内部電界検出式や図８の近傍電界検出式、或いは近傍磁界検出式の局所ＳＡＲ測定装置では、こうした極近傍界にプローブ手段を配置して局所ＳＡＲを測定している。これは、実際の使用状態における携帯無線機の本体やアンテナが、人体に極めて近接して使用されるため、ファントム表面と電磁界発生源とを非常に近接して評価しなければならないためである。また、アンテナから放射された電磁界がファントム表面に誘導電流を発生させ、その電流から２次的にファントム内部に電界が発生するため、これを測定するにはファントム表面近傍の電磁界を測定する必要があり、従って極近傍界での測定を行っている。
【００２１】
図７の内部電界検出式の装置では、位置精度による測定誤差を低減するために、産業用ロボット等を用いたプローブ走査装置により位置精度を保つとともに、局所ＳＡＲが最大となる付近を複数個所走査することによって、測定精度の向上を図っている。しかし、この構成は、測定精度を向上させるために測定個所を増やせば増やすほど、測定時間が長くなってしまうため、量産工程で用いるには不向きである。
【００２２】
また、図８の近傍電界検出式の装置、特許第２７３７６６１号公報や特許第２７９０１０３号公報に記載の近傍磁界検出式の装置では、通常１個所だけの計測であるため、測定時間は短くできる一方、位置のバラツキやアンテナからの放射パターンの微小なバラツキが原因で測定結果に誤差が生じ、測定精度を保つことが困難であるという問題点がある。
【００２３】
また、特開平１１−１３３０７９号公報に記載の電磁波結合方式の装置は、測定対象のアンテナから少し離れた遠方界における電磁界を測定するものであり、アンテナ近傍におけるＳＡＲ測定に対応させることは困難である。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、携帯電話機等の小型の無線装置の生産ライン上において、短時間かつ高精度に局所ＳＡＲを推定することが可能な局所ＳＡＲ測定装置及び方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の局所ＳＡＲ測定装置は、無線装置から放射される電磁波のフレネル領域における電磁界レベルを測定する複数の電磁プローブと、前記電磁プローブで得られる電磁界レベルを処理して局所ＳＡＲ値を算出する信号処理部と、前記電磁プローブと前記無線装置との相対的位置関係を調整する位置調整手段とを備え、前記電磁プローブにおいて、予め局所ＳＡＲ値が分かっている基準無線装置と測定対象の無線装置のそれぞれの電磁界レベルを測定し、前記信号処理部において、ＳＡＲ値が電磁界レベルに比例することを利用して、予め分かっている前記基準無線装置の局所ＳＡＲ値から前記測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を推定して求めることを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、無線装置のアンテナ近傍の極近傍界より離れたフレネル領域において電磁界レベルを測定し、既知の局所ＳＡＲ値をもつ基準無線装置との比例関係の演算により局所ＳＡＲ値を推定することによって、携帯電話機等の小型の携帯型の無線装置を製造する生産ライン上において、測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を短時間かつ高精度に推定して求めることが可能となる。このため、多数の無線装置についても局所ＳＡＲ値の測定を生産ライン上で短時間に実行可能である。
【００２７】
また、前記位置調整手段は、前記無線装置からの電磁界放射パターンに応じて前記電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を調整することを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、無線装置から放射される電磁界の放射パターンに応じて、電磁界レベルの測定位置を最適な位置に調整することが可能となり、高精度の測定が実現可能となる。
【００２９】
また、前記位置調整手段は、前記無線装置からの電磁界放射パターンが送信周波数に応じて複数存在する場合に、前記送信周波数によって前記電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を変化させることを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、複数の運用周波数帯域をもつ無線装置などの測定において、送信周波数によって異なる電磁界放射パターンに応じて電磁界レベルの測定位置を最適な位置に調整することが可能となり、各周波数帯域で高精度の測定が実現可能となる。
【００３１】
本発明の局所ＳＡＲ測定方法は、予め局所ＳＡＲ値が分かっている基準無線装置の電磁界レベルを、前記無線装置から放射される電磁波のフレネル領域において測定するステップと、測定対象の無線装置の電磁界レベルを前記無線装置から放射される電磁波のフレネル領域において測定するステップと、前記測定した電磁界レベルに基づき、ＳＡＲ値が電磁界レベルに比例することを利用して、予め分かっている前記基準無線装置の局所ＳＡＲ値から前記測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を推定して求めるステップと、を有することを特徴とする。
【００３２】
上記手順によれば、携帯電話機等の小型の携帯型の無線装置を製造する生産ライン上において、測定対象の無線装置の局所ＳＡＲ値を短時間かつ高精度に推定して求めることが可能となる。
【００３３】
また、前記無線装置からの電磁界放射パターンが送信周波数に応じて複数存在する場合に、前記送信周波数に応じて前記電磁界レベルを測定する電磁プローブと前記無線装置の少なくとも一方を移動させて両者の相対的位置関係を変化させるステップをさらに有することを特徴とする。
【００３４】
上記手順によれば、複数の運用周波数帯域をもつ無線装置などの測定において、送信周波数によって異なる電磁界放射パターンに応じて電磁界レベルの測定位置を最適な位置に調整することが可能となり、各周波数帯域で高精度の測定が実現可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本実施形態では、小型の無線装置における局所ＳＡＲを測定する装置として、携帯電話機の生産ラインにおいてアンテナ近傍の受信電力の測定に基づいて局所ＳＡＲを推定する局所ＳＡＲ測定装置の構成及び動作の一例を示す。
【００３６】
始めに、本実施形態における局所ＳＡＲの測定方法の概略を説明する。
携帯電話機の生産工程のように、同一規格の製品を多量に生産する場面では、１台の携帯電話機について局所ＳＡＲの値が把握できれば、そのバラツキ要因を把握して相対比較することにより、他の製品の局所ＳＡＲ値を推定することが可能となる。そこで、先ず携帯電話機の生産バラツキ要因について、図２を用いて説明する。
【００３７】
図２は、携帯電話機の無線回路からアンテナへ供給される電力の様子を示す概念図であり、アンテナエレメント９１、整合回路９２、送信機９３からなる。アンテナの等価回路は整合回路９２を含み、送信機９３の内部インピーダンスＺｇの電源Ｖｇによって励振されているものとする。アンテナエレメント９１の入力端子から見た入力インピーダンスＺｉｎが、電源の内部インピーダンスＺｇと互いに共役整合しているものとすると、Ｚｉｎ＝Ｚｇ＊が成り立つ。ここで（＊）は複素共役を表す。
【００３８】
この状態でアンテナエレメント９１に印加される入力電力Ｐｉｎは次の（８）式で表される。
【００３９】
【数４】
0004010869.tif 000005
【００４０】
ここで、Ｉ１はアンテナエレメント９１に流れる電流であり、Ｉ１＝Ｖｇ／（Ｚｇ＋Ｚin）で表される。
【００４１】
また、アンテナへの入力電力は全て電源Ｖｇから供給されるので、次の（９）式、（１０）式で表される。
【００４２】
【数５】
0004010869.tif 000006
【００４３】
ここで、Ｒｅ（Ｘ）はＸの実部を、Ｐｉｎは電源の有能電力を表す。また、Ｓはアンテナへ供給される電力と電源の有能電力との比を表わし、共役整合状態ではＳ＝１である。
【００４４】
また、アンテナから空間への放射電力Ｐｒは、次の（１１）式で表される。
【００４５】
【数６】
0004010869.tif 000007
【００４６】
上式において、Ｐａはアンテナエレメント９１を構成する金属線の高周波抵抗によって生じる損失電力、Ｐｃは整合回路の損失抵抗ｒｃによって生じる電力損失、Ｐｍはインピーダンス不整合による損失電力であり、Ｐｍ＝（１−Ｓ）Ｐａｖで表される。これらの式から、次の（１２）式が導かれる。
【００４７】
【数７】
0004010869.tif 000008
【００４８】
生産工程における製品のバラツキ要因を考えた時、ＰｃとＰａは部品のバラツキとして僅かであると見なせる。このため、生産バラツキが支配的な要因は、送信機内の部品バラツキによって発生する電源の有能電力の偏差と、その調整バラツキが最も支配的であると考えられる。そこで、アンテナ空間への放射電力Ｐｒとアンテナエレメント上の電流Ｉ１との間に、次の（１３）式で表される関係があることが導かれる。
【００４９】
【数８】
0004010869.tif 000009
【００５０】
アンテナエレメント上の電流Ｉ１は、その近傍に磁界Ｈを発生させ、その関係はアンペールの法則によってＨ∝Ｉとなる。ここで、アンテナエレメントの構造や電流分布形状が変化しない限り、近傍に発生する磁界分布の形状も変化しない。これから、次の（１４）式が導かれる。
【００５１】
【数９】
0004010869.tif 000010
【００５２】
そして、上記の（７）式及び（１４）式から、次の（１５）式の関係が得られる。
【００５３】
【数１０】
0004010869.tif 000011
【００５４】
つまり、アンテナエレメントの構造や電流分布形状が変化しない条件下では、放射電力Ｐｒを管理すれば、局所ＳＡＲのバラツキを管理できることになる。
【００５５】
放射電力Ｐｒは遠方界の放射指向性の全立体積分で求められるが、実際の生産工程で遠方界を測定するには、測定装置に大きな占有スペースが必要となり、現実的でない。そこで、極近傍界より測定精度が確保し易いフレネル領域となる領域に多数の電磁プローブを配置し、放射電力Ｐｒの一部を受信するようにすればよい。
【００５６】
電磁プローブの受信レベルＰｘと放射電力Ｐｒが高い相関を持つようにするためには、特開平１１−１３３０７９号公報における電磁波結合装置に示されるように、電磁プローブを複数配置するとともに、各々の電磁プローブの電力を合成する手法が有効である。しかしながら、より高精度に測定するには、電磁プローブの配置をできるだけ放射電力が最大となる方向にしなければ、受信レベルＰｘと放射電力Ｐｒの間に高い相関が確保できず、局所ＳＡＲを管理できるほどの高精度な測定を実現できない。
【００５７】
発明者はこのような点に鑑みて鋭意検討した結果、携帯電話機等の小型の無線装置における局所ＳＡＲを測定するに際し、極近傍界ではなく、比較的高精度に電磁界レベルの測定が可能であるフレネル領域の電磁界レベルを測定し、かつ放射電力の最大方向に電磁プローブを配置できるように工夫した。これにより、生産ライン上において適用可能なように、短時間かつ高精度に局所ＳＡＲを推定できる局所ＳＡＲ測定装置が実現可能となった。
【００５８】
本発明では、２つ以上の電磁プローブを具備し、各々の電磁プローブからの測定レベルを合成して、電磁界レベルとして読み取る手段を有するとともに、電磁プローブと測定対象となる無線装置との相対的位置関係を変化させる手段を設けることにより、放射電力最大方向での受信電力レベル測定を可能とし、この受信電力レベルＰｘと予め局所ＳＡＲの値が分かっている基準無線装置の受信電力レベルＰｏとの相対比較により、被測定装置である無線装置の局所ＳＡＲの値を推定するものである。
【００５９】
図１は本発明の一実施形態に係る局所ＳＡＲ測定装置の構成を示す構成説明図である。
【００６０】
局所ＳＡＲ測定装置は、電磁プローブ１、合成器２、信号処理部３を有して構成され、測定対象である携帯電話機の携帯電話機アンテナ１２から放射される電磁波を測定するようになっている。携帯電話機アンテナ１２は、携帯電話機本体１１内部の無線回路１３に接続されており、無線回路１３から送信電力が供給される。
【００６１】
電磁プローブ１は、電磁波を検出するアンテナにより構成され、電界検出型のアンテナとして、例えば微小ダイポールアンテナ、微小モノポールアンテナ、ノーマルモードヘリカルアンテナ、逆Ｆアンテナなどを使用できる。また、磁界検出型のアンテナとして、微小ループアンテナ、シールデッドループアンテナ、スロットアンテナなども使用可能である。或いは複数のアンテナ素子をアレー化した進行波アンテナなども使用することができる。本実施形態では、複数の電磁プローブ１を設けており、図１では携帯電話機アンテナ１２の電磁放射パターン１４に応じて２つ設けた例を示している。
【００６２】
合成器２は、複数の電磁プローブ１で検出された電磁波の受信電力を合成するものである。例えば２つの電磁プローブ１による受信電力を合成する２信号結合器を複数用い、入出力をトーナメント図式に組み合わせていくことで、２の階乗個の電磁プローブ１からの受信電力を合成することが可能である。
【００６３】
本実施形態では、被測定装置である携帯電話機の受信電力を、局所ＳＡＲの値が予め分かっている基準携帯電話機の受信電力と相対比較を行うことにより、被測定装置における局所ＳＡＲの値を推定する。例えば、基準携帯電話機の受信電力がＰ０のときの局所ＳＡＲの値がＳＡＲ０であり、測定対象の携帯電話機を測定して得た受信電力がＰｘであれば、そのときの局所ＳＡＲの値ＳＡＲｘは、上記の（１５）式から次の（１６）式により求めることが可能である。
【００６４】
【数１１】
0004010869.tif 000012
【００６５】
複数の電磁プローブ１はいずれも携帯電話機本体１１からフレネル領域となる位置に配置される。携帯電話機アンテナ１２から放射される送信電力は、フレネル領域にある複数の電磁プローブ１で受信される。それぞれの電磁プローブ１で受信された携帯電話機からの電磁波による受信電力は、合成器２によって電力合成された後、信号処理部３に入力されて局所ＳＡＲの推定に関する処理が行われる。
【００６６】
なお、ここでのフレネル領域とは、電磁波放射源からの放射電磁界成分が支配的となる領域のうち、距離に反比例した放射電磁界成分あるいは距離の三乗に反比例した準静電界成分が支配的とならない領域であって、主に距離の二乗に反比例した誘導電磁界成分が支配的となる領域であり、電磁波放射源からの距離が約λ／１００から５λとなる距離の領域をいう。
【００６７】
例えば、携帯電話機の送信周波数が８００ＭＨｚ帯の場合は、その波長は約３８ｃｍであるので、フレネル領域は携帯電話機アンテナ１２からの距離が約０．３８〜１９０ｃｍの範囲となる。また、携帯電話機の送信周波数が１．５ＧＨｚ帯の場合は、波長が約２０ｃｍであるため、フレネル領域は携帯電話機アンテナ１２からの距離が約０．２〜１００ｃｍの範囲となる。
【００６８】
図１に示した例では、測定対象の携帯電話機において運用周波数帯域として８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯のいずれも使用される場合を想定して、電磁プローブ１は携帯電話機アンテナ１２から１〜５ｃｍ離して複数配置している。遠方界よりも近い領域に２つの電磁プローブ１を配置することにより、測定系全体の大きさは２０×２０×５０ｃｍ程度で構成することが可能となり、生産ラインに適するよう測定装置の専有スペースを省スペース化できる。
【００６９】
各電磁プローブ１の出力から合成して得られた受信電力Ｐｘをできるだけ放射電力Ｐｒに近づけるためには、電磁プローブ１の位置は電磁界放射パターン１４の最大方向に配置されることが望ましい。（３）式〜（７）式で示した微小ダイポールアンテナからから放射される電磁界成分から明らかなように、フレネル領域における電磁界放射パターンは、必ずしも遠方界の電磁界放射パターンと一致しない。しかしながら、極近傍界に比較してフレネル領域における電磁界放射パターンは遠方界に近く、距離を離すほどその最大放射方向は一致するようになる。従って、フレネル領域では極近傍界での測定と異なり、電磁界放射パターンの最大方向に電磁プローブ１を配置することより安定した測定が可能となる。
【００７０】
また、本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置では、電磁プローブ１と携帯電話機本体１１との相対的位置関係を変化させて位置調整するための位置調整手段としてプローブ移動部１５を備えている。位置調整手段としては、このプローブ移動部１５のように、２つの電磁プローブ１を静止した携帯電話機本体１１に対してそれぞれ別々に移動させるものでもよいし、これ以外に、複数の電磁プローブ１を同時に同方向に平行移動させるものであってもよい。或いは、２つの電磁プローブ１を固定して携帯電話機本体１１を平行移動させるものでもよい。
【００７１】
上記位置調整手段として、例えば、円形状又は方形状に形成したフレームに複数の電磁プローブ１を円周上或いは方形上に一体的に配置し、このフレームの中心に携帯電話機本体１１を配置して、フレーム全体又は携帯電話機本体１１を左右に可動できるようにした構成で実現できる。また、例えば携帯電話機本体１１を配置する可動台を設け、可動台の位置をコンピュータによる制御で自動的に移動させる構成とすることにより、測定作業全体を自動化することもできる。
【００７２】
なお、それぞれの電磁プローブ１は、フレネル領域の範囲内であれば、携帯電話機本体１１に対して必ずしも等しい距離又は平行に配置する必要はなく、電磁界放射パターン１４の形状に応じて最適な位置或いは向きになるように配置すればよい。
【００７３】
次に、本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用いて被測定携帯電話機の局所ＳＡＲを推定する手順を、図３のフローチャートを用いて説明する。図３において、破線で囲んだものが図１の装置において実行する手順である。
【００７４】
まず、ステップＳ３１において、基準となる携帯電話機（基準携帯無線機）の局所ＳＡＲ値であるＳＡＲ０を、測定時間は長くかかるが測定精度の高い、例えば図７に示した内部電界検出式の測定装置を用いて測定する。なお、局所ＳＡＲは周波数帯域毎に異なることが一般的であるので、測定対象の携帯電話機の運用周波数帯域が複数存在する場合は、各周波数帯域毎に測定する。
【００７５】
次いで、ステップＳ３２において、図１の局所ＳＡＲ測定装置を用いて基準携帯電話機（基準携帯無線機）の受信電力Ｐ０を測定する。このとき、局所ＳＡＲ測定装置の電磁プローブ１と携帯電話機本体１１との相対的位置関係は、事前に受信電力Ｐ０の測定バラツキができるだけ少なくなるように調整しておく。
【００７６】
続いて、ステップＳ３３において、被測定携帯電話機（被測定携帯無線機）の受信電力Ｐｘを測定する。このとき、被測定携帯電話機の運用周波数帯域が複数ある場合は、各周波数帯域毎に受信電力Ｐｘを測定する。そして、ステップＳ３４において、基準携帯電話機と被測定携帯電話機について測定した各受信電力Ｐ０、Ｐｘを上記の（１６）式に代入して計算し、被測定携帯電話機の局所ＳＡＲの値であるＳＡＲｘを求める。そしてステップＳ３５では、引き続き測定すべき携帯電話機の有無を確認し、他に被測定携帯電話機がある場合はステップＳ３３、Ｓ３４の処理を繰り返す。
【００７７】
以上の手順により、被測定携帯電話機の受信電力Ｐｘの測定を極めて短時間で行うことができるので、多数の被測定携帯電話機を短時間に測定することが可能となる。
【００７８】
図４は、電磁プローブ１の位置と電磁波放射指向性の関係を示す図であり、携帯電話機アンテナ１２から２つの異なる電磁界放射パターン１４ａ、１４ｂが発生する様子を示している。携帯電話機における電磁界放射パターンは、その送信周波数帯や、携帯電話機本体の長さ、アンテナの長さ等に応じて、様々な形状となることが多い。例えば、２つの周波数帯を共用して使用する携帯電話機の場合では、８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯というように、全く異なる周波数帯域を一つのアンテナで共用して使用する場合がある。この場合、例えば８００ＭＨｚ帯では破線で示す電磁界放射パターン１４ａとなり、また１．５ＧＨｚ帯では実線の電磁界放射パターン１４ｂとなり、その形状は異なる。
【００７９】
図４において、電磁プローブ１の位置がＡ点にあれば、電磁界放射パターン１４ａに対しては安定した受信電力を得ることが可能となるが、電磁界放射パターン１４ｂに対してはヌル付近での観測となるため、受信レベルが低くなるとともに、位置のバラツキ等による測定の再現性も悪くなると予想される。逆に電磁プローブ１の位置がＢ点にあれば、電磁界放射パターン１４ｂに対しては安定した受信電力を得ることが可能となるが、電磁界放射パターン１４ａに対してはヌル付近での観測となるため、受信レベルが低く測定の再現性が悪くなる。さらに、電磁プローブ１の位置がＣ点にあると、電磁界放射パターン１４ａ、１４ｂいずれに対しても、測定の再現性が悪くなることが予想される。これらのことから、基準携帯電話機及び被測定携帯電話機のそれぞれの放射電磁界による受信電力の測定に際し、電磁プローブ１の配置が重要となる。以下、実際に測定して得たデータ例に基づいて説明する。
【００８０】
図５は、図１に示した本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用いて測定した受信電力と、局所ＳＡＲの相関を示すデータの例である。被測定携帯電話機には、同一の構造で生産された製品２０台を使用し、相関をより分かりやすくするために、送信機の有能電力を±１．５ｄＢ程度故意にばらつかせている。図５の縦軸は、図７に示した従来例の測定装置を用いて測定した局所ＳＡＲのデータ、横軸は、本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置で測定した受信電力の値である。なお、ここでは電磁プローブ１の位置が、電磁界放射パターン１４の最大方向に配置されるように、携帯電話機１１の位置を調整している。
【００８１】
図５の相関データから、受信電力と局所ＳＡＲとは比例関係にあり、受信電力の測定値によって局所ＳＡＲが推定可能であることがわかる。本例のデータでは、受信電力と局所ＳＡＲの相関係数が０．９４となっており、量産工程において簡易的に局所ＳＡＲを推定するには十分な精度が得られている。
【００８２】
一方、図６は、図１に示した本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用い、被測定携帯電話機の位置を電磁界放射パターン１４の最大方向の位置から６０ｍｍずらして配置した場合の、受信電力Ｐｘと局所ＳＡＲとの相関を示すデータの例である。この例では、測定に使用した携帯電話機と局所ＳＡＲの値は図５の場合と同じであるが、被測定携帯電話機に対する電磁プローブ１の位置が電磁界放射パターン１４の最大方向からずれているので、極めて低い受信レベルになっている。さらに、受信電力に対する局所ＳＡＲの値はばらついており、相関係数も０．５３と低く、局所ＳＡＲを推定するには十分な精度が得られていない様子が分かる。
【００８３】
このように、電磁プローブ１と携帯電話機本体１１及び携帯電話機アンテナ１２との相対的位置関係を最適に選ぶことが、高精度な局所ＳＡＲの推定には必要不可欠である。最適な位置関係の決定には、例えば局所ＳＡＲの値が予め分かっている複数台数の基準携帯電話機による事前測定を行い、図５に示したように相関が高くなる位置関係を調べることで決定することができる。そして、この最適な設定値に基づき、プローブ移動部１５などの位置調整手段によって電磁プローブ１と携帯電話機本体１１及び携帯電話機アンテナ１２との相対的位置関係を調整する。
【００８４】
また、例えば図５のような相関データのグラフを複数台数の基準携帯電話機から予め作成し、グラフの近似直線の傾きから上記（１６）式の比例係数ＳＡＲ０を求めることにより、高精度に被測定携帯電話機の局所ＳＡＲを推定することができる。
【００８５】
なお、電磁界放射パターン１４は携帯電話機アンテナ１２に流れる電流分布が変化しない限り変化しないので、最適な相対的位置関係は製品毎に一義的に決定でき、生産工程で製品毎に電磁プローブ１と携帯電話機本体１１の相対位置関係を調整する必要はない。従って、測定は短時間に行うことが可能であり、多数の製品を測定するのに適している。
【００８６】
さらに、複数の周波数帯域を共用する携帯電話機の場合には、位置調整手段として生産ライン上で電磁プローブ１或いは携帯電話機本体１１の位置を任意に移動できる変位機構を設けることにより、それぞれの周波数帯域において最適な位置で受信電力Ｐｘを評価でき、高精度な局所ＳＡＲの推定が可能である。
【００８７】
上述したように本実施形態によれば、携帯電話機等の小型の携帯型の無線装置を製造する生産ラインに適した小さいスペースの中で、測定対象の小型無線装置の局所ＳＡＲを短時間、かつ高精度に測定することができる。また、複数の周波数帯域を共用する無線装置についても、それぞれの周波数帯域において異なる電磁界放射パターンに応じて電磁プローブと被測定装置との相対位置関係を調整することで、局所ＳＡＲを高精度に推定することが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、携帯電話機等の小型の無線装置の生産ライン上において、短時間かつ高精度に局所ＳＡＲを推定することが可能な局所ＳＡＲ測定装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る局所ＳＡＲ測定装置の構成を示す構成説明図
【図２】携帯電話機の無線回路からアンテナへ供給される電力の様子を示す概念図
【図３】本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用いて被測定携帯電話機の局所ＳＡＲを推定する手順を示すフローチャート
【図４】電磁プローブの位置と電磁波放射指向性の関係を示す説明図
【図５】本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用いて、電磁界放射パターンの最大方向の位置で測定した場合の受信電力と局所ＳＡＲとの相関データを示す特性図
【図６】本実施形態の局所ＳＡＲ測定装置を用いて、電磁界放射パターンの最大方向の位置から６０ｍｍずらして測定した場合の受信電力と局所ＳＡＲとの相関データを示す特性図
【図７】従来の内部電界検出式のＳＡＲ測定装置の構成を示す説明図
【図８】従来の近傍電界検出式のＳＡＲ測定装置の構成を示す説明図
【図９】微小ダイポールアンテナから放射される電磁界成分を示す説明図
【符号の説明】
１  電磁プローブ
２  合成器
３  信号処理部
１１  携帯電話機本体
１２  携帯電話機アンテナ
１３  無線回路
１４、１４ａ、１４ｂ  電磁界放射パターン
１５  プローブ移動部
【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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