(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上壁面、下壁面および側壁面を有する外壁と、これらの壁面により囲まれて形成される内部空間に配置される第１、第２および第３の内部導体と、被試験体を搭載する被試験体支持台とを含み、被試験体を収容して試験を行うための試験領域と、
前記試験領域の両側にそれぞれ配置され、前記第１、第２および第３の内部導体と同軸ケーブルとを接続するための３個の同軸ケーブルコネクタを備える同軸コネクター継ぎ目領域と、
前記試験領域の両端と前記同軸コネクター継ぎ目領域とを接続するテーパー領域とを有し、
前記第２の内部導体は、前記外壁の上壁面の近くに、前記第３の内部導体は、前記外壁の下壁面の近くに、それぞれ配置されると共に、前記第２の内部導体と前記第３の内部導体は、主平面が互いに対向して、前記被試験体を収容する空間を形成し、前記第１の内部導体は、側壁面の一方の近くに配置されると共に、前記第２および第３の内部導体に挟まれる空間に面すると共に、その主平面は、前記第２および第３の内部導体の主平面と直交するように向けられ、
前記被試験体支持台は、前記第２の内部導体と前記第３の内部導体との間に配置され、
前記第１の内部導体の主平面と、前記被試験体を収容する空間を挟んで対向する前記側壁面との距離は、前記第２の内部導体の主平面から対向する前記下壁面間での距離よりも小さく、および、前記第３の内部導体の主平面から対向する前記上壁面までの距離よりも小さいことを特徴とするＴＥＭセル。
【請求項２】
請求項１において、前記被試験体支持台は、前記被試験体を支持し回転させるための円板と、前記円板の下に配置される円板支持板と、前記円板と前記円板支持板との間に配置され、前記回転を円滑にするためのベアリングとを包含し構成されること特徴とするＴＥＭセル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波耐性（ＥＭＳ）、電磁波障害（ＥＭＩ）等測定、アンテナ矯正等において必要な標準電磁波（平面波）を発生させるＹ型ＴＥＭセルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来ＴＥＭ(transverse electromagnetic)セルの施設ではクローフォードＴＥＭセル（Ｃｒａｗｆｏｒｄ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、ＧＴＥＭセル（Ｇｉｇａ−Ｈｅｒｔｚ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、ＴＴＥＭセル（Ｔｒｉｐｌｅ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、ＷＴＥＭセル（Ｗｉｒｅ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、改良型ＧＴＥＭ セル、自動測定用ＴＥＭセル、６端子ＴＥＭセル等種類が多いがこれらは大きく２種類に区分することができる。
【０００３】
すなわち、ＧＴＥＭセル（Ｇｉｇａ−Ｈｅｒｔｚ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、ＴＴＥＭセル（Ｔｒｉｐｌｅ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、ＷＴＥＭセル（Ｗｉｒｅ ＴＥＭ ｃｅｌｌ）、改良型ＧＴＥＭ セル等のように片面に入出力端子が存在する“一端ＴＥＭセル”と、クローフォードＴＥＭセル、非対称型ＴＥＭセル、自動測定用ＴＥＭセル、６端子ＴＥＭセルのように両面に入出力端子が存在する“両端ＴＥＭセル”に区分することができる。上記２種類とも電磁波障害測定、電磁波耐性測定、アンテナ矯正等に活用されるが、前者は遠域場に対する試験のみ可能であり、後者は遠域場のみならず近域場試験においても支援することができ、これらは互いに相違するものと見られる。
【０００４】
両端ＴＥＭセルは更に２種類に区分が可能である。すなわち、クローフォードＴＥＭセル、非対称型ＴＥＭセル、可変インピ−ダンス電磁波発生装置のように垂直分極のみ支援されるＴＥＭセルと、６端子ＴＥＭセル、自動測定用ＴＥＭセル、回転用円筒ＴＥＭセルのように垂直水平分極とも支援されるＴＥＭセルとに区分が可能である。
【０００５】
これらは、また、更に自動測定用ＴＥＭセル、回転型円筒ＴＥＭセルのように機械的に回転させるＴＥＭセルと、６端子ＴＥＭセルのように内部導体の給電選択により分極を調節する、すなわち電気的に調節するＴＥＭセルとに区分が可能である。後者は垂直・水平分極に対してのみ調節可能な反面、前者は任意の分極を調節することができる。しかし、後者は前者よりも構造が簡単であり製作も容易である。電気的に垂直・水平分極を調節することができる一端ＴＥＭセルにはＴＴＥＭセルがある。これは、両端ＴＥＭセル構造に変更が可能であるため、これらの中に包含してその特性を比較して見ると、次のとおりである。
【０００６】
６端子ＴＥＭセルは均一場領域が基準施設に比して大変広く確保することができ、電磁波の均一度が非常に良い反面、入力電力の有用度が落ちる問題点を有する。一方、ＴＴＥＭセルは均一場領域が狭く、電磁波の均一度が低いという特性を有している反面、６端子ＴＥＭセルより入力電力の有用度が高いという特性がある。
【０００７】
更に、これらはともに最大の均一度を提供するためには外部導体断面の構造を正四角形に維持しなければならない。このため、携帯ホーン、ダイーポール及びモノポ−ルアンテナを有する無線機器、各種コンピュータ機器、冷蔵庫のように幅が狭く高さが高い各種電気電子製品に対する電磁波耐性、電磁波障害等測定時、既存の施設は試験領域の空間活用度が低いためより大きい施設が必要となる問題点を有する。
【０００８】
両端ＴＥＭセルの大きさは可用周波数と反比例的関係がある。このため試験領域の空間活用度が低ければ可用周波数帯域がその程度狭くなるという問題点を有する。更に、ペイジャー、携帯ホーン等をはじめ無線機器感度及び矯正測定のようにすべての製品に対して測定をしなければならない場合、多量の施設の確保が必要であり非常に広い作業空間が必要であるという問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上記の問題点が解消されるように垂直分極の標準電磁波を発生するため２個の内部導体を設け、水平分極の場合１個の内部導体を設け、垂直／水平分極ともに高い均一度を有するようにし、試験空間の活用を最適化したＹ型ＴＥＭセルを提供することにその目的がある。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明は、内部導体が上下側面ともに３個で構成され、被試験体を固定させながら回転テーブルのように回転させることができるように被試験体支持台が設けられた試験領域と、３個のＮ型コネクターが装着された同軸コネクター継ぎ目領域と、上記試験領域両端に上記同軸コネクターが装着されるように繋ぐテーパ領域から構成されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照して本発明を説明すると次のとおりである。
【００１２】
図１乃至図４は本発明によるＹ型ＴＥＭセルの構成図である。
【００１３】
図２及び図３に図示されたように本発明の構造を大きく区分すると、被調査体が置かれる試験領域１、テーパ領域２と、同軸ケーブルコネクターと本体が連結される同軸コネクター繋ぎ目領域３、及び伝達された電磁波を縦断する縦断領域に区分することができる。このとき、試験領域１は左端第１Ｎ型コネクター５と右端第１Ｎ型コネクター８が連結された第１内部導体１１、左端第２Ｎ型コネクター６と右端第２Ｎ型コネクター９が連結された第２内部導体１２、左端第３Ｎ型コネクター７と右端第３Ｎ型コネクター１０が連結された第３内部導体１３、中心第３外部導体１６、門２０（図１）、被調査体の状態を観察するための遮蔽窓２１（図１）、被調査体が固定配置される支持台４及び本体全体を支え移動自在になるように設計された支持台１９から構成される。
【００１４】
図４に図示された本発明の側断面図では、第２内部導体１２と第３内部導体１３が中心第３外部導体１６内に上下壁近くに設置され、より広い均一場領域を確保し、第１内部導体１１も外部導体の壁近くに設置され、より広い均一場領域を確保する。しかし、内部導体が外部導体壁に近寄れば近寄るほど均一場領域が広くなるが、反面、電磁波の均一度が悪くなる特性がある。
【００１５】
更に、第１，２及び３内部導体構造はすべて一般同軸ケーブルの特性インピーダンス（主に、５０オーム）で整合させなければならないため、第１，２及び３内部導体１１，１２及び１３の位置が固定されると、内部導体の幅が決定されなければならない。また、給電方式により５０オームの特性インピーダンスを有する構造が変更されるため、上記モデルにおいては第２，３内部導体１２及び１３は第１内部導体１１とは異なり反対位相の奇数モード（ｏｄｄ ｍｏｄｅ）給電（入力電圧の大きさが同じで１８０度位相差をもつように給電）により特性インピーダンス整合構造を決定する。
【００１６】
また、試験領域１に設置された被試験体支持台４は円板支持板２４上に円板２２を分離設置して回転可能にし、被試験体が円板２２上に設置されたとき円滑な回転をさせるためこれらの間にベアリング２３を設置する。被試験体支持台４、円板支持台２４及び円板２２は内部標準電磁波の歪曲を最小化させるためテフロンのように非導電体であり誘電率が低い材料で形成する。ベアリング２３は非導電体であるセラミックのように硬い材料で形成し、被試験体の回転状態及び位置把握が容易になるように目盛りをつける。
【００１７】
同軸コネクター繋ぎ目領域３には、同軸ケーブルと本体を連結するため第１外部導体１４を設置する。第１外部導体１４内部に第４内部導体２５を設置しテーパ領域２端の内部導体と連結し、その間に誘電体２６を挿入し固定させた。これらの構造は、すべてインピーダンス整合が維持されるように設計する。
【００１８】
テーパ領域２は、第２外部導体１５と第１，２，３内部導体１１，１２及び１３から構成され、被試験体領域の大きさを維持させるためテーパされた領域である。また、テーパ領域２は電磁波の歪曲がない範囲内で短く維持する。何故ならば、長くなると有効長さが増加して共振周波数が低くなるためである。
【００１９】
図５乃至図８はＴＥＭセルの電界値偏差分布図であり、図５は従来ＴＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図である。図６は従来６端子ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図である。図７は本発明によるＹ型ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図である
図８は本発明によるＹ型ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図である。各図それぞれの右側の結果は水平偏波造成結果であり、左側は垂直偏波造成結果である。図５乃至図８は中心地点においての等方性電界プローブを利用して測定された結果に対して正規化した電界分布図を示し、本発明によるＹ型ＴＥＭセルの均一場領域が大きいことが判る。
【００２０】
特に、図８は、高さが高く幅が狭い被試験体に対する電磁波耐性及び障害測定のためのＹ型ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図であり、従来ＴＴＥＭセル及び６端子ＴＥＭセルにおいて断面構造が正四角を維持できない場合に内部電磁波の均一度が低い特性を表すのとは異なり、本発明によるＹ型ＴＥＭセルは垂直及び水平分極ともに均一度が非常に安定していることが判る。このとき、均一場領域の大きさは０．３３ｍｘ０．４６７ｍであり、総入射電力が２Ｗａｔｔのとき中心から垂直電界が６．１１Ｖ／ｍ、水平電界は９．１４Ｖ／ｍと測定された。上記測定結果本発明によるＹ型ＴＥＭセルは冷蔵庫、コンピュータ、携帯ホーンのように幅が狭く高さが高い一般被試験体に対する電磁波障害及び耐性測定等に適している。
【００２１】
下記「表１」は１．２ｍｘ１．２ｍの従来ＴＥＭセル及びＹ型ＴＥＭセルの均一場領域大きさ及び２Ｗａｔｔ入力時中心においての電界強度を示している。
【００２２】
0003880727.tif 000002
「表１」において従来ＴＴＥＭセルの均一場領域の大きさは０．２４ｍｘ０．２４ｍであり、既存の６端子ＴＥＭセルは０．３２５ｘ０．３２５ｍで、本発明によるＹ型ＴＥＭセルは０．３ｍｘ０．３３ｍであることが判った。本発明によるＹ型ＴＥＭセルは６端子ＴＥＭセルより均一場領域が僅か小さい、しかし従来ＴＴＥＭセルより広いことが判った。更に、「表１」においてのように同一の入射電力（２Ｗａｔｔ）を維持させたときの均一場領域中心における電界値は６端子ＴＥＭセルが最も低い反面、本発明によるＹ型ＴＥＭセルが最も高いことが判った。すなわち、Ｙ型ＴＥＭセルは低い電力で高い電磁波を発生させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように本発明によるＹ型ＴＥＭセルは入射電力の有用度を高め、小さい入射電力でも高い標準電磁波発生が可能であり、電磁波の均一度を高め精密な電磁波耐性、電磁波障害及び矯正、受信機感度測定が可能になり、それのみならず携帯ホーンをはじめとするダイポール及びモノポールアンテナを有する無線機、各種コンピュータ機器、冷蔵庫等のように幅が狭く高さが高い各種電気、電子製品に対する空間活用が高い電磁波耐性、電磁波障害測定にも試験空間の活用度を高めるモデル製作が可能である。
【００２４】
試験領域の空間活用度を高める技術は周波数特性の面から見て非常に重要である。何故ならば、試験領域の断面が小さくなればなるほど遮断周波数が高くなり、可用周波数帯域を高めることができるためである。結局、Ｙ型ＴＥＭセルは既存施設に比して可用周波数帯域を相当上昇させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＹ型ＴＥＭセルの斜視図。
【図２】本発明によるＹ型ＴＥＭセルの正断面図。
【図３】本発明によるＹ型ＴＥＭセルの平断面図。
【図４】本発明によるＹ型ＴＥＭセルの側断面図。
【図５】従来ＴＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図。
【図６】従来６端子ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図。
【図７】本発明によるＹ型ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．２ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図。
【図８】半発明によるＹ型ＴＥＭセルの１．２ｍｘ１．６ｍ断面大きさを有する５０オームの電界値偏差分布図。
【符号の説明】
１：試験領域      ２：テーパ領域
３：同軸コネクター繋ぎ目領域    ４：被試験体支持台
５：左端第１Ｎ型コネクター    ６：左端第２Ｎ型コネクター
７：左端第３Ｎ型コネクター    ８：右端第１Ｎ型コネクター
９：右端第２Ｎ型コネクター    １０：右端第３Ｎ型コネクター
１１：第１内部導体    １２：第２内部導体
１３：第３内部導体    １４：左端第１外部導体
１５：左端第２外部導体    １６：中心第３外部導体
１７：右端第１外部導体    １８：右端第２外部導体
１９：支持台      ２０：門
２１：遮蔽窓      ２２：円板
２３：ベアリング    ２４：円板支持板
２５：第４内部導体    ２６：誘電体
【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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