(57)【要約】【課題】無線システムが被試験装置の近傍に近づいた状況を簡単な試験波形のみで模擬し、且つ、適切なアンテナ入力電力、および適切な試験距離を容易に設定することが可能な放射イミュニティ試験装置およびその方法を提供すること。【解決手段】デジタル変調方式である場合は、試験波形として、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方、またはそれらを組み合わせた波形を設定する（Ｓ９０２）。一方、アナログ変調方式である場合は従来どおり、振幅変調波形のみを設定する（Ｓ９０３）。次に、無線システムが被試験装置に近づくことを想定する距離Ｒ、および距離Ｒにおける波動インピーダンスを求める（Ｓ９０４）。所望の試験レベルに対する安全率を設定し、安全率、Ｓ９０４で求めた無線システムのアンテナ近傍の波動インピーダンス、アンテナ利得から、アンテナ入力電力、アンテナと被試験装置との距離を設定する（Ｓ９０５）。【選択図】図９
2017026496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験装置であって、
前記変調信号を模擬した、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を発生する信号発生器と、
前記試験波形を増幅する信号増幅器と、
増幅された前記試験波形を有する電磁波を放射する試験用アンテナと、
前記試験用アンテナの位置を制御するアンテナポジショナと、
を備えたことを特徴とする放射イミュニティ試験装置。
【請求項２】
前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求め、予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを算出する試験条件決定装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項３】
前記試験条件決定装置は、前記放射イミュニティ試験系で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを算出することを特徴とする請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項４】
前記試験条件決定装置は、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電磁および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項５】
無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験方法であって、
前記変調信号を模擬した振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を有する電磁波を試験用アンテナから前記電気・電子装置に印加するステップ
を有することを特徴とする放射イミュニティ試験方法。
【請求項６】
前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求めるステップと、
予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の放射イミュニティ試験方法。
【請求項７】
前記アンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップは、前記放射イミュニティ試験系で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを設定することを特徴とする請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法。
【請求項８】
前記波動インピーダンスＺを求めるステップは、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電磁および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作や性能に影響を及ぼすか否かを判定する放射イミュニティ試験装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放送波や無線信号などの電磁波が電気・電子装置と電磁結合し、電気・電子装置の動作状況や性能に影響を与えることが懸念されており、電磁波が到来した場合にも電気・電子装置が性能劣化なしに正常動作することを試験するための放射イミュニティ試験方法が規定されている。
【０００３】
例えば、ＩＥＣ６１０００−４−３（非特許文献１）では、３ｍの試験距離から被試験装置に対して、平面電磁波を照射する試験方法が記載されており、放送波を模擬した振幅変調信号が試験波形として用いられている。
【０００４】
また、どの強度（試験レベル）の試験波形を照射するかは、被試験装置の要求仕様によって決められており、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｋ．８０（非特許文献２）において、通信装置の試験レベルは３Ｖ／ｍとされている。
【０００５】
その一方で、携帯電話やスマートフォン等の無線システムの普及に伴い、電気・電子装置のより近傍で無線システムが利用される機会が増加した。そのため、ＣＩＳＰＲやＩＥＣ  ＳＣ７７などの国際標準化団体では、近くの無線システムなどが発する電磁波によって生成される近傍電磁界が電気・電子装置に与える影響を試験するための方法について検討されているが、その試験方法は検討段階である。
【０００６】
そのため、既存の放射イミュニティ試験（ＩＥＣ６１０００−４−３など）は、放送波や無線信号が遠方から到来することを想定した試験方法であるため、いわゆる遠方界における電磁結合をモデル化した試験方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】, “Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-3: Testing and measurement techniques - Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test,” IEC 61000-4-3 (2008).
【非特許文献２】, “EMC requirements for telecommunication network equipment (1 GHz - 6 GHz),” ITU-T Recommendation K.80 (2009).
【非特許文献３】中山  勝  外, “半波長ダイポール近傍の空間インピーダンス分布に着目した電界強度計算法”,  信学技報, IEICE Technical Report EMCJ2012-90, pp.31-36
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、無線システムの急速な進展により、携帯電話、スマートフォンなどの移動通信システムや無線センサネットワークは、電気・電子装置の近傍においても使用されるようになった。そのため、従来のモデルとは異なる電磁結合を想定した放射イミュニティ試験方法の確立が求められている。
【０００９】
特に、近傍界では、波動インピーダンスが伝搬距離によって異なる（距離に対して一定でない）ため、無線システムが電気・電子装置の近傍に接近する状況を模擬することが目的の放射イミュニティ試験においては、波動インピーダンスが約３７７Ωで一定と仮定した既存の放射イミュニティ試験と異なる試験条件の設定が必要となる。
【００１０】
試験条件としては、試験波形、試験レベル、試験距離などが挙げられる。試験波形として、想定する無線システムの変調信号をそのまま用いる方法も考えられるが、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮを対象とする場合、１次変調だけでも、ＰＳＫ（Phase Shift keying）およびＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の多値変調信号を生成することが可能な信号発生器が必要となる。さらに２次変調まで考慮すると、ＤＳＳＳ（Direct Sequence Spread Spectrum）やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）の広帯域変調信号の生成機能が必要となる。
【００１１】
また、試験波形の種類が増えるたびに、周波数を変化させながら電気・電子装置の動作の正常性等を確認する作業が増えるため、試験稼働の増加も課題となる。そのため、ＩＥＣ６１０００−４−３で用いられている振幅変調信号などの標準的な信号波形のみで試験が実施でき、且つ、試験対象の電気・電子装置に対して、無線変調信号が与える影響と同等の評価を行えることが望ましい。
【００１２】
次に、試験レベルを決定する際は、対象とする無線システムが電気・電子装置の近傍に存在するときに生じる電界強度と同等程度であること（過剰試験でないこと）が求められる。既存の放射イミュニティ試験（ＩＥＣ６１０００−４−３など）においては、式（１）を仮定して、試験レベル設定を行う。ここで、Ｅは生じる電界強度、Ｇはアンテナ利得、Ｐは入力電力、Ｒはアンテナと被試験装置間の距離である。
【００１３】
【数１】
2017026496.tif 000003
【００１４】
図１に、測定結果と式（１）により算出される電界強度を示す。図１に示すように、式（１）を仮定した試験レベル設定では、被試験装置である電気・電子装置と試験に用いるアンテナ（以下、試験アンテナ）の距離が近づくにつれ、実際に生じる電界強度と試験レベルの差が大きくなる。例えば１ｃｍの距離においては、約２倍（３５Ｖ／ｍ）の差が生じ、そのまま用いると過剰試験となってしまう。そのため、近傍界における波動インピーダンスの変動を考慮した試験レベル設定方法が必要となる。言い換えれば、任意の距離に無線システムが近づくことを想定した場合の試験レベルを、近傍界において一意に決定する手法が必要となる。
【００１５】
さらに、試験距離を設定する際には、試験アンテナと被試験装置である電気・電子装置が近づきすぎることにより、実効的に空間の波動インピーダンスが大きくなり、試験アンテナから印加する電磁波の多くが被試験装置の表面等で反射し、実質的な印加電界強度が小さくなってしまうという課題が存在する。
【００１６】
一方、試験距離を大きくすると、所望の電界強度を印加する際に必要な試験アンテナ入力電力が大きくなり、対象とする無線システムの周波数に対して増幅率（最大出力）の大きな増幅器が必要となる。
【００１７】
そのため、試験距離の設定には、これら印加電磁界の反射量および電磁界を印加する増幅器の性能を考慮する必要がある。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、無線システムが被試験装置の近傍に近づいた状況を簡単な試験波形のみで模擬し、且つ、適切なアンテナ入力電力、および適切な試験距離を容易に設定することが可能な放射イミュニティ試験装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明は、無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験装置であって、前記変調信号を模擬した、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を発生する信号発生器と、前記試験波形を増幅する信号増幅器と、増幅された前記試験波形を有する電磁波を放射する試験用アンテナと、前記試験用アンテナの位置を制御するアンテナポジショナと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射イミュニティ試験装置において、前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求め、予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを算出する試験条件決定装置をさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置において、前記試験条件決定装置は、前記放射イミュニティ試験系で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを算出することを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置において、前記試験条件決定装置は、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電磁および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験方法であって、前記変調信号を模擬した振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を有する電磁波を試験用アンテナから前記電気・電子装置に印加するステップを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求めるステップと、予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップと、をさらに有することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記アンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップは、前記放射イミュニティ試験系で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを設定することを特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記波動インピーダンスＺを求めるステップは、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電磁および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、様々な変調方式の無線システムが電気・電子装置の近傍に近づく電磁環境を効果的に模擬することが可能であり、アンテナ入力電力、試験距離を適切に設定することが可能となるため、妥当性の高い放射イミュニティ試験が効率的に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】測定結果と式（１）により算出される電界強度を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る放射イミュニティ試験の試験系を示す図である。
【図３】代表的なデジタル変調方式であるＱＡＭを採用している無線システムの信号波形（時間波形）を示す図である。
【図４】一般的な振幅変調信号の波形を示す図である。
【図５】一般的なパルス変調信号の波形を示す図である。
【図６】測定結果と式（３）により算出される電界強度を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る、被試験装置表面等における反射量を測定する系を示す図である。
【図８】多数の被試験装置に対して、１〜６ＧＨｚの周波数における反射量（Ｓ11）を測定した結果の平均値を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る放射イミュニティ試験の試験条件である試験波形、試験レベル、および試験距離の設定手順を示すフローチャートである。
【図１０】複数の電気・電子装置に対する試験条件による試験結果の比較結果を示す図である。
【図１１】振幅変調波形およびパルス変調波形を合成した波形を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る放射イミュニティ試験の試験系を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係る試験条件決定装置１０７の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図２に、本発明の実施形態１に係る放射イミュニティ試験の試験系を示す。１０１は被試験装置に対して試験波形を印加するための信号発生器であり、１０２は信号発生器１０１が発する試験信号を増幅するための信号増幅器であり、１０３は任意の位置にアンテナを設置するためのアンテナポジショナであり、１０４は試験波形印加用のアンテナであり、１０５は被試験装置であり、１０６は放射イミュニティ試験を実施するための電波半無響室、またはシールドルームなどである。
【００３１】
一般にデジタル変調信号Ｓ（ｔ）は式（２）で表現することができる。
【００３２】
【数２】
2017026496.tif 000004
【００３３】
ここで、Ａ（ｔ）はデジタル変調信号の振幅であり、Ｂ（ｔ）はデジタル変調を行うシンボルであり、ｆ（ｔ）はデジタル変調信号の中心周波数であり、φ（ｔ）はデジタル変調信号の位相である。
【００３４】
図３に、代表的なデジタル変調方式であるＱＡＭを採用している無線システムの信号波形（時間波形）を示す。シンボルＢ（ｔ）に応じて振幅Ａ（ｔ）が時間変動している。また、図３に示すように、通常の（デジタル）無線システムは、送受信する時間間隔が通信プロトコル等により定められているため、信号が出たり、出なかったりするバースト性を有する。そのため、ＱＡＭなどの振幅が変動するデジタル変調信号は振幅変調信号（図４）に近い振る舞いをし、送受信間隔が存在することによるバースト性はパルス変調信号（図５）に近い振る舞いをすることがわかる。したがって、無線システムからの電磁波は振幅変調信号とパルス変調信号により模擬できると考えられる。
【００３５】
ここで、他のデジタル変調方式についても同様の考え方が適用できることについて述べる。ＡＳＫは、式（２）において、ｆ（ｔ）およびφ（ｔ）を一定とした振幅変調方式であり、２値のＡＳＫは、ＯＮ／ＯＦＦキーイングとも呼ばれるように、シンボル０のとき振幅０、シンボル１のとき振幅Ａとなり、パルス変調信号と類似する時間波形となる。
【００３６】
次に、ＦＳＫは、式（２）において、Ａ（ｔ）およびφ（ｔ）を一定とした周波数変調方式であり、通常の放射イミュニティ試験においては、周波数を変化させて試験波形を印加するため、バースト性を考慮してパルス変調波形を用いれば十分であることが容易に推定できる。
【００３７】
さらに、ＰＳＫは、式（２）において、Ａ（ｔ）およびｆ（ｔ）を一定とした位相変調方式である。妨害を受ける被試験装置内部の信号は印加される試験波形の位相を知らないため、被試験装置の近くにＰＳＫを採用した無線システムが近づいた場合も、被試験装置内部の伝送信号等の位相に対してランダム位相で結合すると考えて良い。そのため、ＰＳＫを模擬する場合も、バースト性を有するパルス変調信号を印加しておけば十分な評価が可能であると考えられる。
【００３８】
以上説明したように、ＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ、ＱＡＭなどの代表的なデジタル変調を採用する無線システムの信号は、振幅変調信号またはパルス変調信号で模擬できる。
【００３９】
次に、無線システムが被試験装置から任意の距離に近づく状況、および波動インピーダンスの変動を考慮した試験レベルの設定方法について説明する。
【００４０】
通常、電気・電子装置の近傍に接近する可能性のある無線システムには、その利便性から、半波長ダイポールアンテナなどの比較的等方性の高いアンテナが用いられる。アンテナ近傍の波動インピーダンスの分布を求めることにより、１波長程度以下の近傍界における電界強度が推定できる。
【００４１】
先ず、モーメント法を用いて半波長ダイポールアンテナ上の電流を求め、その電流から放射される電磁界を求めることにより、アンテナ近傍の電界と磁界の比からアンテナ近傍の波動インピーダンスを求める。そして、モーメント法による波動インピーダンスの計算結果をＰａｄｅ近似することにより、対象とする無線システムのアンテナ入力電力をＰ、アンテナ利得をＧ、アンテナ近傍における波動インピーダンスをＺ、無線システムのアンテナと被試験装置の距離をＲとした場合の、アンテナ近傍の電界強度は式（３）で表せる（非特許文献３参照）。
【００４２】
【数３】
2017026496.tif 000005
【００４３】
図６に、図１の測定結果と式（３）により算出される電界強度を示す。図６より、アンテナ近傍の波動インピーダンスの変動を考慮することで、無線システムの近傍で実際に発生する電磁界をより精度良く見積もることが可能である。そのため、例えば、式（３）を用いれば、任意の距離Ｒに無線システムが近づくことを想定した場合の電界強度が求められる。
【００４４】
ここで、式（３）によって求められる電界強度は、アンテナ利得Ｇのばらつきやアンテナと被試験装置間の距離の不確かさなど現実的な変動要因を考慮していないため、安全率（マージン）Ｍを考慮する必要がある。そのため、任意の距離Ｒに無線システムが近づくことを想定した試験レベルＥtestは、
【００４５】
【数４】
2017026496.tif 000006
【００４６】
で設定することが可能となる。ここで、心臓ペースメーカに対して携帯電話端末が近づく場合を想定する場合は、安全率を√２としていることから、無線システムが電気・電子装置に近づく場合は同様の安全率を設定することが妥当であると考えられる。
【００４７】
次に、無線システムが被試験装置に近づくことを想定した放射イミュニティ試験では、信号増幅器の最大出力や、試験波形の被試験装置表面等における反射量を考慮しながら、所望の試験レベルを実現する試験距離を設定することが重要となる。以下では、試験距離の設定方法について述べる。
【００４８】
図７に、本発明の一実施形態に係る、被試験装置表面等における反射量を測定する系を示す。７０１はＳパラメータにより反射量を測定するためのネットワークアナライザであり、７０２は同軸ケーブルであり、７０３は入射波を送信し、反射波を受信するためのアンテナであり、７０４は被試験装置である。
【００４９】
図８に、多数の被試験装置に対して、１〜６ＧＨｚの周波数における反射量（Ｓ11）を測定した結果の平均値を示す。点線に対応する縦軸が反射率であり、実線に対応する縦軸がアンテナ入力電力であり、横軸はアンテナと被試験装置間の距離である。ここで、図８では、一例として、３０Ｖ／ｍの試験レベルを実現するために必要な信号増幅器の出力をアンテナと被試験装置間の距離に対して示してある。試験レベルを３０Ｖ／ｍ、安全率Ｍを√２、アンテナ利得Ｇを１．６４、波動インピーダンスを１４６Ωとすると、例えば距離Ｒが１ｃｍでは、式（４）からアンテナ入力電力Ｐは３．１２５ｍＷとなる。
【００５０】
通常、アンテナのリターンロス（入力電力に対する反射電力の比）は１０％以下とされており、さらに、一般的な信号増幅器を用いた場合、最大出力は２５ｄＢｍである。このことから、試験信号の通信装置からの反射率が１０％以下となり、尚且つ、印加に必要なアンテナ入力電力が２５ｄＢｍ以下となるアンテナと通信装置の距離を求めると、およそ１０ｃｍが得られる。
【００５１】
以上説明したように、本発明の放射イミュニティ試験方法を用いれば、変調信号と等価的な試験波形を用い、適切な試験レベル、試験距離において効率的な放射イミュニティ試験が実施できる。
【００５２】
本発明の第一の実施形態では、一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムが電気・電子装置のごく近傍（距離１ｃｍ）に近づくことを想定した放射イミュニティ試験について説明する。
【００５３】
放射イミュニティ試験系については、図２に示すものを用いる。また、図９に、本発明の一実施形態に係る放射イミュニティ試験の試験条件である試験波形、試験レベル、および試験距離の設定手順を示し、これを用いて説明する。
【００５４】
試験条件の設定としては、先ず、想定する無線システムがデジタル変調方式か、アナログ変調方式かを判断する。デジタル変調方式である場合は、試験波形として、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方、またはそれらを組み合わせた波形を設定する（Ｓ９０２）。一方、アナログ変調方式である場合は従来どおり（ＩＥＣ６１０００−４−３など）、振幅変調波形のみを設定する（Ｓ９０３）。
【００５５】
次に、無線システムが被試験装置に近づくことを想定する距離Ｒ、および距離Ｒにおける波動インピーダンスを求める（Ｓ９０４）。例えば、非特許文献３に記載されているモーメント法による計算で求められる。
【００５６】
所望の試験レベルに対する安全率を設定し、安全率、Ｓ９０４で求めた無線システムのアンテナ近傍の波動インピーダンス、アンテナ利得から、アンテナ入力電力、アンテナと被試験装置との距離を、式（４）などを用いて設定する（Ｓ９０５）。安全率は、無線システムが被試験装置のごく近傍に近づくことを想定していることから設定するもので、例えば、心臓ペースメーカに対して携帯電話端末が近づく場合を想定する際に用いられる√２を設定してもよい。
【００５７】
次に、被試験装置の表面等における反射量の下限（例えば、１０％）、および信号増幅器の最大出力（例えば、＋２５ｄＢｍ）などの制約条件から最適な試験距離を設定する（Ｓ９０６）。例えば、１〜６ＧＨｚの無線システムに対して、前述の制約条件を満足する試験距離は、図８に示すように１０ｃｍとなる。
【００５８】
以上説明したように、Ｓ９０１〜Ｓ９０６を行うことで、試験条件となる試験波形、アンテナ入力電力、試験距離を設定し、放射イミュニティ試験を実施することができる。
【００５９】
以下では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ準拠の２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムの実信号（ＱＡＭ）を試験波形として用いた場合と、振幅変調波形およびパルス変調波形を試験波形として用いた場合の放射イミュニティ試験結果を比較し、振幅変調波形およびパルス変調波形を試験波形として用いることの妥当性を示す。
【００６０】
試験系には図２に示すものを用い、試験レベル３０Ｖ／ｍ、試験距離１０ｃｍとする。さらに、試験に用いる振幅変調の変調周波数、変調度はそれぞれ、非特許文献１に記載の１ｋＨｚ、８０％に設定し、パルス変調波形の変調周波数、Ｄｕｔｙ比は、実際にＬＴＥ等で用いられる２１７Ｈｚ、５０％を設定する。
【００６１】
図１０に、複数の電気・電子装置に対する試験条件による試験結果の比較結果を示す。本発明の放射イミュニティ試験を、被試験装置であるリンク系装置、専用線装置に対して実施した結果である。バースト性に弱い装置はパルス変調波形の試験結果との相関が高く、振幅変動に弱い装置は振幅変調波形の試験結果との相関が高いことから、振幅変調波形およびパルス変調波形の試験結果を組み合わせたものは、実信号（ＱＡＭ）の試験結果を良く模擬している。
【００６２】
尚、振幅変調波形とパルス変調波形を合成して、図１１に示すような振幅変調波形およびパルス変調波形を合成した波形を生成し、その合成した波形を被試験装置に印加することで、試験に必要な時間を半分にすることも可能である。
【００６３】
（実施形態２）
図１２に、本発明の実施形態２に係る放射イミュニティ試験の試験系を示す。実施形態２は、実施形態１の実験系に対して、信号発生器１０１およびアンテナポジショナ１０３を制御する試験条件決定装置１０７をさらに備えている。
【００６４】
図１３に、本発明の実施形態２に係る試験条件決定装置１０７の構成を示す。２０１は入力部であり、２０２は試験波形決定部であり、２０３はアンテナ入力電力決定部であり、２０４は試験距離決定部２０４であり、２０５は試験条件記憶部、２０６は出力部である。
【００６５】
試験条件決定装置１０７は、図９に示す設定手順に基づき、入力部２０１からの入力に基づき、試験波形、アンテナ入力電力、および試験距離を決定する。その後、試験条件決定装置１０７は、出力部２０６から、決定した試験波形、アンテナ入力電力、および試験距離を、信号発生器１０１、信号増幅器１０２、アンテナポジショナ１０３にそれぞれ出力する。信号発生器１０１は、入力された試験波形に基づき発生する信号波形を設定し、信号増幅器１０２は、入力されたアンテナ入力電力に基づき増幅率を設定し、アンテナポジショナ１０３は、入力された試験距離に基づきアンテナと被試験装置との距離を設定する。
【００６６】
また、試験条件決定装置１０７は、決定した試験波形、アンテナ入力電力、および試験距離を試験条件記憶部２０５に保存しておくことができる。これにより、保存された試験条件を指定するだけで、容易に試験条件を変更して試験を行うことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  信号発生器
１０２  信号増幅器
１０３  アンテナポジショナ
１０４  アンテナ
１０５  被試験装置
１０６  電波半無響室
１０７  試験条件記憶部
２０１  入力部
２０２  試験波形決定部
２０３  アンテナ入力電力決定部
２０４  試験距離決定部
２０５  試験条件決定部
２０６  出力部
【図１】
2017026496.tif 000007
【図２】
2017026496.tif 000008
【図３】
2017026496.tif 000009
【図４】
2017026496.tif 000010
【図５】
2017026496.tif 000011
【図６】
2017026496.tif 000012
【図７】
2017026496.tif 000013
【図８】
2017026496.tif 000014
【図９】
2017026496.tif 000015
【図１０】
2017026496.tif 000016
【図１１】
2017026496.tif 000017
【図１２】
2017026496.tif 000018
【図１３】
2017026496.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明は、無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験装置であって、前記変調信号を模擬した、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を発生する信号発生器と、前記試験波形を増幅する信号増幅器と、増幅された前記試験波形を有する電磁波を放射する試験用アンテナと、前記試験用アンテナの位置を制御するアンテナポジショナと、を備え、前記試験波形は、前記無線システムがデジタル変調方式である場合は、前記振幅変調波形および前記パルス変調波形を使用して前記変調信号が模擬され、前記無線システムがデジタル変調方式以外の場合には、前記振幅変調波形のみを使用して前記変調信号が模擬されることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置において、前記試験条件決定装置は、前記放射イミュニティ試験装置で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを算出することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置において、前記試験条件決定装置は、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電界および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の放射イミュニティ試験装置において、模擬した変調信号はＡＳＫ，ＦＳＫ，ＰＳＫ，ＱＡＭのいずれかであることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項６に記載の発明は、無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験方法であって、前記変調信号を模擬した振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を有する電磁波を試験用アンテナから前記電気・電子装置に印加するステップを有し、前記試験波形は、前記無線システムがデジタル変調方式である場合は、前記振幅変調波形および前記パルス変調波形を使用して前記変調信号が模擬され、前記無線システムがデジタル変調方式以外の場合には、前記振幅変調波形のみを使用して前記変調信号が模擬されることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求めるステップと、予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップと、をさらに有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記アンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップは、前記放射イミュニティ試験装置で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを設定することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の放射イミュニティ試験方法において、前記波動インピーダンスＺを求めるステップは、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電界および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験装置であって、
前記変調信号を模擬した、振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を発生する信号発生器と、
前記試験波形を増幅する信号増幅器と、
増幅された前記試験波形を有する電磁波を放射する試験用アンテナと、
前記試験用アンテナの位置を制御するアンテナポジショナと、
を備え、
前記試験波形は、前記無線システムがデジタル変調方式である場合は、前記振幅変調波形および前記パルス変調波形を使用して前記変調信号が模擬され、前記無線システムがデジタル変調方式以外の場合には、前記振幅変調波形のみを使用して前記変調信号が模擬されることを特徴とする放射イミュニティ試験装置。
【請求項２】
前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求め、予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを算出する試験条件決定装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項３】
前記試験条件決定装置は、前記放射イミュニティ試験装置で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを算出することを特徴とする請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項４】
前記試験条件決定装置は、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電界および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする請求項２に記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項５】
模擬した変調信号はＡＳＫ，ＦＳＫ，ＰＳＫ，ＱＡＭのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放射イミュニティ試験装置。
【請求項６】
無線システムの発する変調信号が電気・電子装置の動作に与える影響度を試験する放射イミュニティ試験方法であって、
前記変調信号を模擬した振幅変調波形およびパルス変調波形の少なくとも一方からなる試験波形を有する電磁波を試験用アンテナから前記電気・電子装置に印加するステップ
を有し、前記試験波形は、前記無線システムがデジタル変調方式である場合は、前記振幅変調波形および前記パルス変調波形を使用して前記変調信号が模擬され、前記無線システムがデジタル変調方式以外の場合には、前記振幅変調波形のみを使用して前記変調信号が模擬されることを特徴とする放射イミュニティ試験方法。
【請求項７】
前記試験用アンテナからの距離Ｒに対する波動インピーダンスＺを求めるステップと、
予め設定された前記電気・電子装置に印加する所望の電界強度、および前記試験用アンテナのアンテナ利得Ｇ、ならびに前記波動インピーダンスＺに基づき、前記試験用アンテナへのアンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の放射イミュニティ試験方法。
【請求項８】
前記アンテナ入力電力Ｐおよび前記距離Ｒを設定するステップは、前記放射イミュニティ試験装置で用いる前記変調信号を増幅する信号増幅器の最大出力以下となるよう前記アンテナ入力電力Ｐを設定し、且つ、前記変調信号が放射される試験用アンテナと前記電気・電子装置間の反射率が所定の値以下となるよう前記距離Ｒを設定することを特徴とする請求項７に記載の放射イミュニティ試験方法。
【請求項９】
前記波動インピーダンスＺを求めるステップは、前記試験用アンテナ上の電流を求め、前記電流に基づき前記試験用アンテナから放射された電界および磁界を求め、前記試験用アンテナの近傍における前記電界および前記磁界の比から前記試験用アンテナ近傍の前記波動インピーダンスＺを求めることを特徴とする請求項７に記載の放射イミュニティ試験方法。