アクティブ型ICタグの電磁放射に関する測定・分析
山本憲夫, 米本成人，山田公男
機上等技術領域

平田俊清**RA エンジニアリングハウス

IC タグ• 自らの識別情報や付加情報を離れた場所から読み書きできる機器 = RFID
ＩＣタグシステム

2

研究の背景，目的• 2006年，433MHz帯アクティブICタグを利用した国際貨物流通がスタート• 海上輸送での同タグの評価• 航空貨物電子管理化計画• タグによる航空機システムへの干渉？
本研究の目的3

発表の内容1. 433MHz帯アクティブICタグの概要
2. 電磁放射の測定法
3. 電磁放射の測定，分析結果 (2種類)
4. RTCA DO-160E (機上搭載機器用電磁放射基準）による干渉の可能性評価4

1. 433MHz帯アクティブICタグの特徴
a. パッシブ型に比べ….
• 距離通信： 長い（100m程度まで）• 記録データ量： 大IDコード等
IDコード等
IDコード等
IDコード等
IDコード等

データリーダb. ２種類の方式
・ビーコン方式
・マスター，スレーブ方式

アクティブタグ
ID
メモリ

電池（定期的信号送信）インタロゲータ
またはアクティブタグ

Wakeup等

コマンドアクティブタグ

等

ID他情報

（要求に応じ返信）

ID
メモリ

電池
5

マスター・スレーブ方式
Hi-G-Tek社
433.92MHz,125kHz
探知距離：
50m
FSK変調
2kB メモリ
重量150g（Hi-G-Lock)6ビーコン方式タグ

RF CODE社
433.92MHz
探知距離：
100m
ASK変調
出力5.2μW
重量34g
72. 電磁放射の測定- 測定用アンテナ 30 - 300MHz
ICタグ
ロッドアンテナ

対数周期
アンテナ

EUT

2 - 30MHz

バイコニカ
ルアンテナ

ICタグ

300MHz - 6GHz
8- 測定機器 • プリアンプ+

2MHz – 1GHz

1GHz – 6GHz

• スペクトラムアナライザ+• データ収集，解析用ソフトウェア

9- データ収集，解析用ソフトウェア a) ピークサーチb) 平均化c) プリアンプ，アンテナゲイン
校正d) 複数データ合成e) 高速，操作容易 (VB Ver.6)
10

3. 測定，分析結果- 被測定物なし = 測定装置ノイズレベル ノイズレベルはRTCA DO-160Eの放射基準より充分低い

ノイズレベル
RBW 変更11(1) マスター・スレーブ方式タグ- 型式による放射の違い (Hi-G-Tek社) 100

100

Spectrum 02_16 420-450-LK-1-U-10-1646

Spectrum 02_19 420-DT-40-1-F-1
80806060404020200420435

4501000420435

100
Spectrum 02_19 420-RS-40-1-F-1

Spectrum 02_19 420-RS-40M-1-F-1

80806060

40

4020200420450435

4500420435

鍵付き（Hi-G-Lock)が最も強い放射4501210087.38

LK-U-180- 観測方向と電磁放射 –60

観測方向で大幅に変化

40200420100
435

450(Hi-G-Lock) アンテナ？

64.88

LK-R-180

6040200410
CENTER 435 MHz
10085.88

100

LK-F-1

87.05

100

LK-D-1

80

8080

6060

60

4040

402020200410

435

460

0410

435

460

0420

435460SPAN 50 MHz

86.55

435

LK-B-113450

- 電磁放射測定結果 - 2MHz-6GHz , Hi-G-Lock -ピーク：
434MHzで98.6dBμV/mz

高次及び分数次調波
z2-12MHzで高レベル放射z14

- 434MHz信号の時間変化 (Hi-G-Lock)zFSK方式

020msのバースト
信号

Signal Level (dBm)z-20

８回程度ランダムに放射z-40

インタロゲータ信号又はセンサからの入力待ち
z-60-80

00.02

0.04

0.06
Time (sec)

0.08

0.1
15

(2) ビーコン方式タグ-放射電波の偏波特性 (RF CODE社 Mantis) 100

100

Spectrum 02_09 400RFT-1-F-1-V

Spectrum 02_09 400RFT-1-F-10-H
80806060404020200400

450

水平偏波

0500 400

450500垂直偏波

本タグに明白な偏波特性はない
16

- 電磁放射測定結果 - 2MHz-6GHz , RF CODE Mantis -ピーク:434MHzで80.6dBμV/m
z複数の高調波zz

分数次調波なし17

- 434MHz信号の時間変化 0Signal Level (dBm)(RF CODE)RF CODE-20zASK方式

90ms のバースト
信号

z-40z

3秒ごとに信号-60

内部センサ，インタロゲータ制御なし
z-80

00.02

0.04
0.06
Time (sec)

0.08

0.1
18

- 複数のタグからの放射 -RF CODE
タグ

背景（金属）
アンテナ
アンテナに垂直な金属板上に１０個のRF CODE社タグ（ビーコン型）を取り付け (アンテナ－タグ間距離一定)

19

- 10個のタグからの放射測定結果 -•ピーク:434MHzで70.1dBμV/m，1736MHzで77.4dBμV/m•多数の高調波発生z

基本波レベル低下

複数機器による電波重畳効果なし
20

- ICタグ取り付け材質の影響100

100

Spectrum 03_05 400-500-RFT-1-F-1-NORMAL.
Spectrum 03_05 800-900-RFT-1-F-3-NORMAL.
Spectrum 03_05 1200-1400-RFT-1-F-3-NORMA
Spectrum 03_05 1600-1900-RFT-1-F-5-NORMA
Spectrum 03_05 2000-2500-RFT-1-F-1-NOMAL

80

Spectrum 03_05 400-RFT-1-F-9-AIR. txt
Spectrum 03_05 800-900-RFT-1-F-8-AIR.t
Spectrum 03_05 1200-1400-RFT-1-F-4-AIR
Spectrum 03_05 1600-1900-RFT-1-F-4-AIR
Spectrum 03_05 2000-2500-RFT-1-F-2-AIR

806010dB 高い

40402020600110

背景：金属

1001G10G01101001G10G

背景：発泡スチロール

本タグを金属上設置すると放射低下 (アンテナミスマッチ?)21

4. RTCA DO-160Eによる干渉の可能性評価• Hi-G-Lock（マスター・スレーブ式）：433.92MHz，２倍調波，4.6MHz，6.7MHzでRTCA DO-160Eの基準を超える放射• 内部センサへの刺激により自動的に電波を放射• RF CODE（ビーコン式）：433.92MHz，３倍，４倍調波等でRTCA DO-160Eの基準を超える放射• 設置位置の材質で放射電界強度が大きく変化• いずれのタグも機上装置への干渉の可能性あり
22

5. むすび• 433MHz帯アクティブICタグ２種類の放射測定• RTCA DO-160E電磁放射基準により評価• ２種類のタグ共基本周波数，複数の調波成分でRTCAの基準を上回る放射• 航空での利用調波成分抑圧，T-PED用試験手順でのさらに綿密な評価必要（DO-294)• 型式や設置位置で放射特性変化
実際の使用条件に基づく評価が必要• 複数のタグ使用による電波重畳の可能性は低い
23

6. 今後の計画，謝辞• 疑似信号発生装置の開発• 実環境における電磁放射測定 (アクティブタグを貼り付けたコンテナを航空機貨物室に搭載)• 貨物室から航空機システムまでの電波伝搬損失（経路損失）の測定• DO-294に基づく実環境での電磁干渉の可能性に関する評価
航空局・航空企画調査室の関係各位に感謝いたします。
24

ありがとうございました25