第1回JBMIAフォーラム2006−成果発表会−

全電波無反射室の電磁妨害波測定方法の検討結果報告
CISPRマルチメディア妨害波規格提案を検証
第D会場 セッションD1 13:00〜14:00
技術委員会 マルチメディア機器の電磁妨害波に関する調査研究委員会
この調査研究は日本自転車振興会より総 事業費の半額補助を受けた自転車等機械工業事業に関する補助事業です。

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マルチメディア機器の電磁妨害波に関する調査研究委員会委員名簿（敬称略、平成17年3月現在）

委 員 長

田路明

カシオ計算機(株)

副委員長

水野重徳

委

員

青野亨

東芝テック(株)

委

員

木島敏雄

オリンパス(株)

委

員

杉山治彦

キヤノン(株)委員

鈴木健

富士写真フイルム(株)

委

員

平田真幸

富士ゼロックス(株)オブザーバー

林清輝(社)ビジネス機械･情報システム産業協会

事務局

漆田茂雄

(社)ビジネス機械･情報システム産業協会(株)リコーJBMIA FORUM 2006

目次
１．調査研究の目的
２．電源ケーブルへのフェライトクランプ挿入による影響実験
３．複数の全電波無反射室(FAR)で、30MHz〜1GHzにおける実機での測定比較実験
４．複数の全電波無反射室(FAR)で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定比較実験
５．複数の全電波無反射室(FAR)で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定結果の差異原因解析
６．反射箱で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定実験
７．まとめ、今回の調査研究で分かつたこと

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１．調査研究の目的
CISPR 32:
Electromagnetic compatibility (EMC) – Multimedia equipment Radio disturbance characteristics - Limits and methods ofmeasurement
CISPR（国際無線障害特別委員会）から新に提案されているマルチメディ
ア機器の妨害波規格草案の測定法について検証実験を行い、測定機器や測定条件などについて何が必要か検証する。
CISPR/I/187/CD
Date of circulation:

2006-03-17

Closing date for comments: 2006-06-23
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Introductory noteThis document has been prepared by CISPR I WG 2 and its task force.
The document was prepared as an eventual replacement for multimedia
equipment within the scope of CISPR 13 and 22. It is based on the current bestpractice for EMC measurements rather than being based directly on thosestandards.
The document has been prepared in accordance with the principle of equivalent
protection of the radio spectrum rather than strict equivalence of test methods
and results. As a result the reader familiar with CISPR 13 and CISPR 22 may
not find all of the tests described in those two documents herein.

新規格の性格：CISPR 13 と 22 の適用範囲を両方含む。この規格は、複数の測定法と許容値が゛厳密に等価より、基本的にな周波数帯の保護にしたがって作成されている。

テーマ ： CISPR 13 と 22 の周波数帯の保護と等価か検証すること

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CISPR 32: CISPR/I/187/CD: Annex B (Normative) Requirements for Class B Equipment 抜粋

JBMIA FORUM 2006

CISPR 32: CISPR/I/187/CD: Annex B (Normative) Requirements for Class B Equipment 抜粋

JBMIA FORUM 2006

CISPR 32: CISPR/I/187/CD 抜粋

9. Compliance with this standard
Where this standard provides a choice of methods to assess any particular port
in the same frequency range, the EUT is deemed to fully comply with therequirements of this standard if it meets the requirements of any one method.
There is a possibility that equipment found to be compliant using one
measurement method defined in this standard may exceed the appropriate limit
if measured against a different measurement method defined in this standard.
Such equipment is deemed to be in compliance with this standard.
９．この規格 の適合
この規格の規定の評価方法を同じ周波数帯で選んだ場合、それがどんな１つの評価方法でも要求条件を満足するなら、 EUT は完全にこの規格の必要条件に完全に適合していうと判定される。
この規格で定義された一つの測定法で適合していても、該当の許容値を超過していることを、この規格で定義された異なった測定方法で評価されて気付く可能性がある。このような機器でもこ規格に適合していると判定する。
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２．電源ケーブルへのフェライトクランプ挿入による影響実験
CISPR 32: CISPR/I/187/CD 抜粋

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CISPR 32: CISPR/I/187/CD 抜粋

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フェライトクランプの挿入と未挿入配置

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3.0m

1.2m
EUT1.1m

SFARにおける床置型PPC測定配置JBMIA FORUM 2006

EUT:床置型複写機(床置型PPC)の写真

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簡易全無響電波暗室を、この報告書で仮にSemi Fully Anechoic Room ”SFAR”と呼びその写真 (試験所C)JBMIA FORUM 2006

5.0m

EUT

1.1m

FARにおける床置型PPC測定配置JBMIA FORUM 2006

5.0m

発泡スチロール
1.1m0.1m

FARにおけるコムジェネ0.1m高の測定配置

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全無響電波暗室(FAR: Fully Anechoic Room)の写真
試験所B
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ディスコーンアンテナ付標準発信器（コムジェネレータ）の写真
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5.0m

発泡スチロール
1.1m
0.8m

FARにおけるコムジェネ0.8m高の測定配置

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電界強度 dBuV

Clamp IN/OUT on EUT at FX-SAR-Site
SFAR(site C)
4035302520151050Without Hor
With Hor
Without Ver
With Ver

0200400
周波数 MHz600800

図 A9
SFARにおける1GHz以下のフェライトクランプ有無比較
FAR クランプ比較[水平] Tx10Cm Rx100cm
70

電界強度

60
クランプ有[dB(μV/m)]
クランプ無[dB(μV/m)]

504030208200

9200

10200

11200

12200

周波数

図 A12
FARにおける1GHz以上のフェライトクランプ有無比較

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３．複数の全電波無反射室(FAR)で、30MHz〜1GHzにおける実機での測定比較実験

試験場所

アンテナ アンテナ
距離
高さ

EUT

FAR（試験所A）

5.0ｍ

0.5ｍ

床置型PPCFAR（試験所B）

5.0ｍ

1.1ｍ

床置型PPCSFAR（試験所C）

3.0ｍ

1.1ｍ

床置型PPCJBMIA FORUM 2006

試験所A

(FAR 5m距離)
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図5-6 EUTを用いたQPデータ比較（FARとSFAR）

図5-7 EUTを用いたQPデータ比較（FAR同士）JBMIA FORUM 2006

４．複数の全電波無反射室(FAR)で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定比較実験
試験場所

アンテナ距離

アンテナ高

EUT

EUT高

備考

FAR（試験所A）

5.0ｍ

1.0ｍ

コムジェネ

0.1ｍ

床置型機器を模擬

FAR（試験所A）

5.0ｍ

1.1ｍ

コムジェネ

0.8ｍ

卓上型機器を模擬

FAR（試験所B）

5.0ｍ

1.0ｍ

コムジェネ

0.1ｍ

床置型機器を模擬

FAR（試験所B）

5.0ｍ

1.1ｍ

コムジェネ

0.8ｍ

卓上型機器を模擬

FAR（試験所B）

3.0ｍ

1.0ｍ

コムジェネ

0.1ｍ

床置型機器を模擬

FAR（試験所B）

3.0ｍ

1.1ｍ

コムジェネ

0.8ｍ

卓上型機器を模擬

SFAR（試験所C）

3.0ｍ

1.0ｍ

コムジェネ

0.1ｍ

床置型機器を模擬

SFAR（試験所C）

3.0ｍ1.1ｍ

コムジェネ

0.8ｍ

卓上型機器を模擬

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FAR比較 水平 Tx10cm

試験所A

電界強度806040

試験所B

20012400

13400

14400

15400
周波数

16400

17400

ダイナミックレンジの差による試験所間データ差異の例
FAR/SFAR比較 Tx80̲Rx110 垂直SFAR

100

電界強度

90807060

FAR50401000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

周波数

卓上模擬時のSFARとFARの測定比較例1
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FAR/SFAR比較 Tx80̲Rx110 垂直SFAR

電界強度7570656055504540

FAR35308200

9200

10200

11200

12200

周波数

卓上模擬時のSFARとFARの測定比較例2
FAR/SAC比較 Tx10̲Rx100 水平FAR

7060

電界強度

50403020

SFAR1008200

8700

9200

9700

1020010700
周波数11200

11700

12200

床上模擬時のSFARとFARの測定比較例１
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電界強度

FAR比較 水平 Tx10cm
90807060504030201000

試験所B

試験所A
2000

3000

4000

5000
周波数

6000

7000

8000

床上模擬時のFAR同士の測定比較例(類似データの例)

電界強度

FAR比較 Tx80cm

8070605040302010012400

試験所A

試験所B
13400

14400

15400

16400

17400

周波数

床上模擬時のFAR同士の測定比較例(ダイナミックレンジ問題の例)
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５．複数の全電波無反射室(FAR)で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定結果の差異原因解析

アンテナファクター
発信源(共通)電波暗室特性

同軸ケーブル損失

スペクトラムアナ
ライザ
SN比

プリアンプ
利得/直線性

データ差異要因解析の要素
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同軸ケーブル損
失1. 計測システムのダイナミックレンジ
電波暗室計測室
1GHz〜23.5GHz広帯
域プリアンプ

1GHz〜18GHzダブル
リッジガイドアンテナ

スペクトラムア
ナライザ

同軸ケーブル

試験所A
1-8GHz帯域別
プリアンプ
帯域別
プリアンプ

スペクトラムア
ナライザ

光PC

帯域別
プリアンプ
帯域別スタンダード
ゲインホーンアンテナ

電波暗室

計測室

試験所B
試験所A、Bの試験システム構成
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* 印：ケーブルロスおよびアンプゲインは、アンテナ一体型のためにアンテナファクターに全て含まれている。

周波数

試
験
所
A

試
験
所
B

アンテナ
ファクター

ケーブルロス

アンプゲイン

アンプ入力段までの損失

1GHz- 27.6 dB- 1.9 dB

36.0 dB-29.5 dB

5GHz

- 35.8 dB- 4.3 dB

38.3 dB-40.1 dB

10GHz

- 39.4 dB- 6.0 dB

36.4 dB-45.4 dB

18GHz

- 43.8 dB- 8.7 dB

33.8 dB-52.5 dB

1GHz

- 25.6 dB- 4.5 dB

44.3 dB-30.1 dB

5GHz

- 29.3 dB- 6.0 dB

42.9 dB-35.3 dB

10GHz

4.3 dB *−*−*4.3 dB

18GHz- 4.1 dB *−*−*-4.1 dB

試験所毎のシステム信号伝送損失
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スペクトラムアナライザ

プリアンプ

測定結果
試験所A：69.3dB
試験所B：57.0dB

試験所A：16.8dB
試験所B：24.0dB
試験所A：25.3dB
試験所B：24.0dB

試験所A：51.2dB
試験所B：60.0dB
試験所A：51.2dBuV
試験所B：54.0dBuV

周波数17.7GHzにおける観測点毎の測定値類推

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２．スペクトラムアナライザの測定条件と測定結果

リファレンスレベル

100dBuV

80dBuV

周波数スパン

2MHz

2MHz

RBW/VBW

ノイズフロアレベ

1MHz

45dBuV

120kHz34dBuV

10kHz

23dBuV1MHz

39 dBuV

120kHz

28 dBuV

10kHz

18 dBuV

リファレンスレベルと検波幅差によるノイズフロアレベルの

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リファレンスレベル

周波数スパン

RBW/VBW

ノイズフロアレベル

1MHz

43 dBuV

120kHz36 dBuV1MHz

45 dBuV1MHz

37 dBuV1MHz

43 dBuV

120kHz35 dBuV1MHz

45 dBuV

120kHz37 dBuV

1GHz〜2GHz

1GHz〜4GHz
100dBuV
17GHz〜18GHz

14GHz〜18GHz

周波数スパンと検波幅差によるノイズフロアレベルの変化

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80

測定周波数18GHz
リファレンス100dBuV
RBW/VBW 1MHz

スペクトラムアナライザ表示値(dBuV)75706560555045

理想直線403535404550556065
標準信号発生器出力(dBuV)

7075

1GHzにおけるスペクトラムアナライザ入力対出力グラフ

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8080

測定周波数18GHz
リファレンス100dBuV
RBW/VBW 1MHz

スペクトラムアナライザ表示値(dBuV)

757065605550

理想直線454035354045505560
標準信号発生器出力(dBuV)

657075

18GHzにおけるスペクトラムアナライザ入力対出力グラフ

JBMIA FORUM 200680

偏差(dB)

15141312111098765432
10-1

リファレンス100dB時の18GHz偏差リファレンス80dB時の18GHz偏差リファレンス100dB時の1GHz偏差リファレンス80dB時の1GHz偏差

33353739414345474951 53 55 57 59
入力レベル(dBuV)

61636567

スペアナリファレンスレベル差によるデータ表示値の差

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69717375

54.5

入力対出力偏差 (dBuV)

43.532.518GHz

21GHz

1.5
10.50-0.5-20246810121416 18 20 22 24
入力信号レベル (dB)

26283032

試験所Aと同一型式広帯域プリアンプ直線性
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34363840

６．反射箱で、1GHz〜18GHzにおける模擬発信機での測定実験
1GHz以上の放射エミッション測定において、IEC61000-4-21で標準化されている反射箱を用いたエミッション測定での測定結果とCISPR 16-2-3で規定されているFARでの測定結果とを比較した。

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測定結果

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測定系

P total(f)＝P eut(f)・

P net(f)P r(f)JBMIA FORUM 2006

IEC61000-4-21 Annex E 抜粋訳文
E.6 EUTによって発生した電界強度の推定
距離R ｍでのEUTによって発生した電界強度は、次式を用いて推定できる。

V E Radiated   =mD ∗ PowerRadiated ∗ 377
4 ∗π ∗ R2

ここで、Eradiated(V/m)は、EUTによって発生した電界強度の推定値。
Power Radiated(watts)は、E.4から求めた全放射電力。
Rは、EUTからの距離（ｍ）
Dは、EUTの指向性利得。
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IEC61000-4-21 Annex E 抜粋訳文
続き
備考：D=1.7の指向性利得値は、EUTの放射パターンがダイポールと等しいと仮定されてしばしば用いられる。製品委員会がより適切な値を提供できなければ、この係数は1.7を使用することを推奨する。
指向性利得に関する最近の研究は下記資料[２], [３]で参照することができる。
[2]：BÄCKSTRÖM, M., LORÉN, J., ERIKSSON, G. and ÅSANDER, H-J.
Microwave Coupling into a Generic Object. Properties of Measured
angular Receiving Pattern and its Significance for Testing. In Proceedingsof the 2001 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility,
Montreal, Canada, August 13-17, 2001, p. 1227-1232.
[3]： WILSON, P., KOEPKE, G., LADBURY, J. and HOLLOWAY CL.
Emission and Immunity standards: Replacing Field-at-a-Distance
Measurements with Total-Radiated Power Measurements. In Proceedingsof the 2001 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility,
Montreal, Canada, August 13-17, 2001, p. 964-969.
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IEC61000-4-21 Annex E 抜粋訳文続き計算された妨害電磁界強度は、オープンエリアテストサイト（OATSs）またはその類似のテストサイトにおいて与えられた測定結果と両立できない。 もし、この互換性が必要ならば、EUT タイプあるいはプロダクトグループのための特定の手順が示されるべきである。」ここまででE6項終了

基本規格から言える事：
同じ電磁妨害の保護要件を満たす反射箱の測定手順を製品ごとに調査研究することが必要で、それが不十分のまま国際規格に測定法と許容値を設定するのは不適切である。

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IEC61000-4-21 Annex E 抜粋原文

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７．まとめ今回の調査研究で分ったこと(1) フフェライトクランプ挿入によるデータへの影響
フェライトクランプ挿入の有無によるデータの大きな差異は認められなかった。
(2) 30MHzから1GHzのSFARとFAR測定結果差異
SFARおよびFARサイト間のEUT測定結果では、1〜15dB程度の測定差異が有り、更に、今回の結果からは相関を示すデータは得られなかった。
(3) 30MHzから1GHzのFAR同士の測定結果差異
今回のFAR同士の測定結果では、30MHz〜1GHzの帯域で3〜8dB程度の測定値差異があった。
この差異は、特に600MHz以下における吸収体の特性や配置構造が異なることによって生じていることが考えられる。試験所Bは恒久的なFARであるが、試験所Aは床全面に可動式の電波吸収体を隙間無く置く形態のFARである。
(4) 1GHzから18GHzの疑似EUT測定による試験環境差異
SFARとFARの比較に関しては、今回の測定結果だけでは、同じ計測機器を使用した場合でもFARとSFARの相関性に関する十分な裏づけは取れなかった。
また、FAR同士の比較結果では、ダイナミックレンジの問題で絶対値の検証が出来ていないが、ダイナミックレンジが確保され、適切な測定が実施出来ている周波数帯域では、概ね同様の試験結果が得られたことから、FAR同士では設備間の大きな差異は生じないものと推測される。
(5) 反射箱の測定では、電力の測定結果を電界強度に変換する方法の更なる調査研究が必要である。

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報告書のダウンロード
JBMIAのホムページよりダウンロードできます。
URL: http://www.jbmia.or.jp/~tc/rep-nichiji05.pdf

ご静聴を感謝します。
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