ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要
株式会社 e・オータマ

佐藤智典

2023 年 3 月 14 日

目次
概要
1.1 ISM 機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 使用の条件 . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 除外 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1
1
2
2

適合手続き
2.1 適合性の確認 . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 記録 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 機器へのマーキング . . . . . . . . . . . .
2.4 ユーザーへの情報 . . . . . . . . . . . . .

2
3
3
4
4

3

ISM 周波数44

放射エミッション
4.1 構成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 テスト・サイト . . . . . . . . . . . . . .
4.3 アンテナ . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 測定距離 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5
6
7
8
8

伝導エミッション
5.1 構成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 超音波機器 . . . . . . . . . . . .
5.2 LISN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9
10
10
10

6

周波数測定

10

7

電磁界の人体への影響

10

1

2

概要

1

アメリカ (USA) では無線スペクトラムは FCC (連邦通信委員会) が管理しており、その ISM 機器に関する規則は CFR[1] (Code of Federal Regulations)の Title 47 Part 18 (47 CFR 18) で定められている。
本稿ではこの 47 CFR 18 の概要を述べる。なお、
本稿はその内容全てをカバーするものではなく、また正確であるとも限らないので、正確な情報は CFRそのもの [1] や関連する公式な文書を参照されたい。

1.1

ISM 機器

ここでは、ISM 機器†1 は、通信の分野を除く、工業、科学、医療、家庭、ある

5

8

9

いは類似の目的のために RF エネルギー (9 kHz〜3 THz の周波数範囲の電磁エネルギー) を発生
して局所的に使うように設計された機器や器具を意味する。

ISM の典型的な用途は、例えば加熱、ガスのイオ
ン化、機械的振動、脱毛、また荷電粒子の加速のよ補足
128.1 外挿による電磁界強度の推定の例 . . . . . 12
8.1.1 外挿の方法の例 . . . . . . . . . . 12
8.1.2 外挿による推定の限界 . . . . . . 13
8.2 参考: 電磁界の減衰 . . . . . . . . . . . . 14
8.2.1 大地面での反射の影響 (≥ 30 MHz) 14
8.2.2 近 傍 界 と な る こ と の 影 響 (≤30 MHz) . . . . . . . . . . . . . . 15
8.3 人体の無線周波電磁界への曝露の制限 . . 17
8.3.1 曝露評価の免除 . . . . . . . . . . 18
参考資料

うな、物理的、生理学的、あるいは化学的な効果の発生である。
例えば、電子レンジ、電磁調理器、高周波加熱装置、RF プラズマ CVD 装置、超短波/マイクロ波治療器、RF 脱毛器、超音波洗浄器、超音波溶着機、RF 照明機器†2 、MRI、ワイヤレス給電などが47 CFR 18 の対象となる。

19†1 ISM は industrial, scientific and medical (工業、科学、医療) に由来するが、工業用や医療用の機器全般が ISM 機器として扱われるわけではなく、また電子レンジのような家庭用の機器も ISM 機器に含まれる。
†2 9 kHz 以上の周波数で動作する高周波点灯式の蛍光灯や高周波点灯式の蛍光灯器具への取り付けが意図された交換用 LED
チューブを含むが、9 kHz 以上の周波数を用いた LED 照明器具
は一般に 47 CFR 15[1][9] の対象となる (KDB[6] 640677 D01“Radio Frequency LED Lighting Products” 参照)。

ISM 機器の応用の例 — 誘導加熱を用いた単結晶引き上げ

1

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

情報技術機器などの ISM 機器以外の免許不要デ
バイスは 47 CFR 15[1][9]

1.3

でカバーされ、これと異除外

47 CFR 18 の対象となる機器のうち、医療的ななる要求が適用される。

診断/監視の用途で用いられる非民生用超音波機器、

また、RF を用いて液面や何らかの物性の測定を及び非民生用磁気共鳴機器†7 は、47 CFR 18 のエ

行なうものにも 47 CFR 18 ではなく 47 CFR 15 がミッション限度や適合手続きなどの適用は不要とな適用される。†3

る。但し、この場合も、帯域外のエミッションの抑ISM 機器は 47 CFR 18 の対象となる ISM 機制のためにグッド・エンジニアリング・プラクティ

器の部分と 47 CFR 15 Subpart B[1][9] の対象となスを適用すること、許可された無線サービスへの有るデジタル・デバイスの部分との複合システムとみ害な干渉を生じた場合は干渉を除去するために必要なすべきものとなるかも知れず、そのような場合はな処置を即座に講じること (§1.2)、使用が禁じられ

47 CFR 18 に加えて 47 CFR 15 Subpart B の要求た周波数 (§3) を使用しないことなど、47 CFR 18への適合も必要となる。†4の一般的な要求は適用される。

47 CFR 15 Subpart B[1][9] と異なり、医療用の

1.2

使用の条件

機器や工業プラントで利用される機器などに対する一般的な除外の規定はなく、上記のもの以外の ISM

47 CFR 18 の対象となる ISM 機器はその規則に機器に対してはこの規則のエミッション限度や適合従うことでアメリカ国内で運用可能となる。†5

手続きなどを含めて 47 CFR 18 の要求の適用が必

但し、これによってその周波数の継続的な利用の要となる。

権利が得られるわけではなく、許可された無線サー
ビス (ISM 周波数帯で運用される無線サービスを除2く) への有害な干渉を生じた場合には干渉を除去するために必要な処置を即座に講じることが必要とな

適合手続き
47 CFR 18 の対象となる全ての機器について供給る。†6者適合宣言 (Supplier’s Declaration of Conformity;

SDoC) を、また一部については製造業者がそれを選択するならば証明 (certification) の手続きを適用†3 KDB[6] 227764 D01 “Classification of ISM Equipment” 参照。
†4 但し、47 CFR 15 Subpart B に関しては、47 CFR 15.103、
特に b (工業プラントなどで制御/電力システムとして用いられるデジタル・デバイス)、c (工業/商業/医療用試験機器としてのみ用いられるデジタル・デバイス)、d (電子レンジなどの家電品
内のデジタル・デバイス)、e (医療従事者の指示や監督のもとで用いられる医用デジタル・デバイス) によりエミッション限度の適用などが免除可能となるケースが多そうである。[1][9] 無線送信機 (47 CFR 15 の他のサブパートの対象となるものを含む)についてはこのような除外はなく、無線送信機を含む ISM 機
器はその用途などに関わらず無線機器に対する要求にも適合しなければならない。47 CFR 15 Subpart B の、また機器にモジュール認可済みの無線送信機を組み込む場合の扱いについて
は [9] で触れている。
†5 勿論、他の規則の対象にもなる場合はそれらの規則にも従うことが必要となる。
†6 例えば 2.4〜2.5 GHz 帯が無線 LAN や Bluetooth などで用いられており、電子レンジが無線 LAN に干渉する場合があることは良く知られているが、この帯域は ISM 周波数帯であり、その帯域の無線通信での使用は ISM 機器の運用によって引き起こされる干渉を受容するという条件のもとで許可されている (47 CFR 15.5 (a), 47 CFR 2.106 footnote 5.150)。従って、47 CFR 18 の要求に適合した 2.4〜2.5 GHz 帯で動作する
ISM 機器 (例えば電子レンジやマイクロ波治療装置) がその帯域を利用する無線 LAN などの通信に干渉した場合、この規則上は
ISM 機器側でその干渉を除去する義務はない (47 CFR 18.111(c))。勿論、干渉を低減するように務めるべきであるし、例えば工場に設置されたマイクロ波加熱装置が近隣一帯の無線 LAN を使用不能とするようなことがあれば適切な対応が必要となりそ
うではある。

することができる:• 500 W 未満かつ 90 kHz 未満の民生用超音波機器 — SDoC• その他の民生用 ISM 機器†8 — SDoC か証明• 非民生用 ISM 機器 — SDoC
SDoC は、アメリカ国内の責任組織 (responsible
party)†9 がその機器がこの規則に適合することを確†7 例えば、医療用の超音波画像診断装置、超音波血流計、MRIなど。但し、医療機器は一般に FDA (アメリカ食品医薬品局)の要求への対応も必要となり、この規則の対象から除外されるかどうかに関わらず、大抵は、 ANSI AAMI IEC 60601-1-2
か IEC 60601-1-2 (Medical electrical equipment – Part 1-2:
General requirements for basic safety and essential performance – Collateral Standard: Electromagnetic disturbances– Requirements and tests) にも適合させることになるだろう。
†8 “民生用 ISM 機器 (consumer ISM equipment)” は、家庭用の電子レンジなどのような、一般の人が居住環境で使用することが意図された ISM 機器を意味する。
†9 47 CFR に出てくる「responsible party」の定訳はないと思われるが、本稿では「責任組織」としておく。これは FCC の要求への適合の責任を持つ組織や個人であり、通常、アメリカへの輸入品の場合は輸入業者が、アメリカ国内製造品の場合は製造業者がこれに該当する。

2

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

認し、宣言するもので、この場合は FCC や TCB(b) 試験を実施した試験所、企業、あるいは(telecommunication certification body) への申請な個人の名前どは不要である。

(c) 測定手続きと使用された試験機器を同定

これに対して、証明 (certification) では TCB をする、実際にどのように試験されたかの通して認可を得ることが必要となる。

記述

47 CFR 18 では証明が必須となるケースはなく、(d) EUT と補助機器がどのように接続された

47 CFR 15 Subpart B[1][9] (非意図放射器) の場合

かの記述と同様、多くの場合は証明ではなく SDoC が用い(e) EUT と補助機器の、ブランド名とモデルられると思われる。

番号、そして該当する場合には FCC IDと製造番号による同定

2.1

適合性の確認[2]

測定法は MP-5(f) 使用された接続ケーブルの種類と長さ、そして試験に際してそれがどのように配置で述べられており、この規則のされ、もしくは動かされたか

技術的要求への適合性の確認のための測定はその測†10定法に従って行なう。

(g) 最大の伝導性エミッションと最大の放射性
エミッションの試験セットアップを示す、SDoC の場合、エミッション測定を認定試験所で少なくとも 2 つの図か写真行なう必要もないが、測定で使用する設備は規格の要求を満足するものでなければならず、また測定施(h) 適合性の達成のために EUT に対して加え設に関する 47 CFR 2.948 で規定された情報を少なられた全ての改造の一覧

くともその試験所が保持しなければならない。

(i) 適合性を示すために必要な全てのデータ

証明 (certification) の場合は測定を認定試験所で(j) 試験に責任を持つ個人の署名と、責任組

行ない、また TCB を通して通して認可を得ること

織の職員の名前と署名が必要となる。

4. 機器とともに提供する必要がある適合情報の

2.2

コピー

記録

5. 移行期間を含む規則の対象となる機器について責任組織は、以下の記録を、機器の供給が完全には、機器の適合性が確認された時に特定の移行

終了してから 2 年 (証明の場合は 1 年) 以上保管し条項が有効であったかどうかなければならない:

また、証明の申請などに際しては少なくとも以下

1. オリジナルの設計図面と仕様、適合性に影響すの情報を提出することが必要となるだろう:

るかも知れない全ての変更

1. 測定施設に関する 47 CFR 2.948 で規定された

2. 適合性の確認のための生産検査/試験に用いら†11

情報

れた手順の記録

3. 適当な試験所で行なわれた試験の記録:†12

2. ユーザーに提供される設置/操作指示のコピー
3. 製造業者、及び/もしくは申請者の名称と住所(a) 試験を実施した日

4. その機器の FCC ID、商標、及び/もしくは型番†10 以前は FCC が使用する測定法は MP-5 であるがその使用は必須ではない旨が記載されていたが、この記載は 2017 年の改定で変更された。
†11 量産品からの抜き取り検査の実施など、量産品の適合性を保証するための手順を設け、その記録を残すことが必要となるだろう。
†12 外部の試験所にエミッション測定の実施とテストレポートの発行を依頼した場合、これらの情報は、責任組織の職員の名前と署名を除き、テストレポートに含まれている筈である。

5. 以下のものを含む定格技術パラメータの宣言:(a) 回路のブロック図と回路図(b) 公称動作周波数(c) 発生させられる最大 RF エネルギー3

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要(d) 機器の電源入力要求

This product may cause interference toradio equipment and should not be installed near maritime safety communications equipment or other critical navigation or communication equipment operating between 0.45-30 MHz.

(e) その他関係する動作特性全て
6. 測定報告書 (測定器の一覧、それらの最終校正
日、測定が行なわれた日、確認が行なわれた周(この製品は無線機器への干渉を生じるかも知れず、海上安全通信機器や 0.45〜30 MHz で動作するその他の重要な航法もしくは通信機器の近くに設置すべきではない。)

波数範囲の情報を含む)

機器へのマーキング

2.3

また、47 CFR 18.213 には示されていないが、そSDoC を適用した場合、機器には機器を同定するの機器の使用上の注意事項全て、例えば曝露の制限

情報 (例えばブランド名、モデル番号、製造番号な(§7) を満足するために確保すべき離隔距離の情報

ど) を表示する。

(該当する場合) なども適切に記載する。過剰な曝露

また、SDoC を適用した場合は責任組織がそれをの防止のためにユーザー側での防護策 (例えばゾー

表示することを望むのであれば、47 CFR 2.1074 でニング、インターロック、動作時の音や光による警示されている

告のような)、保護具の着用、所定のトレーニング

ロゴ (図 1) を任意で表示することができる:などが必要な場合、その種の情報も適切かつ具体的に、ユーザーがそれを理解して適切に実施できるよ
うな形で記載することが必要となるだろう。
また、SDoC を適用した場合、47 CFR 2.1077 で図 1:規定されたように、添付される取扱説明書もしくはロゴ

別紙に以下の情報を記載しなければならない (図 2):

1. 製品を同定する情報、例えばブランド名とモデ適合に関するステートメントの機器への表示が必要となる 47 CFR 15[1][9]

ル番号と異なり、47 CFR 18 ではステートメントの機器への表示の要求はない。勿2. その製品が 47 CFR 18 の要求に適合する旨の、論、その機器が 47 CFR 15 の対象にもなる場合は“This device complies with part 18 of the FCC

その要求にも従うことが必要となる。

Rules.” のようなステートメント

証明 (certification) の場合、FCC ID の表示が必要となる、

3. 責任組織†13 の名前、住所、及び電話番号もしロゴの表示を行えなくなるなど、要

くはインターネットでの連絡先情報

求事項に相違がある。

適合情報の記載に関しては KDB[6] 896810†14 も参照。

ユーザーへの情報

2.4

47 CFR 18.213 で規定されているように、少な3

くとも以下の情報をユーザーに提供しなければならない:

ISM 周波数
表 1に示す周波数帯は ISM 機器での使用のために割り当てられており、その周波数で動作する ISM 機• そのデバイスやシステムによる干渉の可能性

器はその周波数範囲内では無制限のエミッションが• そのシステムの保守許容される。†15• 干渉の回避のためにユーザーが行なうことので†13 §2 で述べたように、SDoC の場合、責任組織はアメリカ
国内になければならない。
†14 KDB[6] 896810 D01, “Supplier’s Declaration of Conformity Guidance”†15 ISM 周波数が通信のために用いられることがあるが、その場合は該当する規則 (通常は 47 CFR 15 の該当する条項) の要求が適用される。

きる簡単な対処• RF 照明デバイスの製造業者は、製品の梱包かその他のユーザー向け文書に以下のものに似た勧告を示す:

4

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

放射エミッション4

Supplier’s Declaration of Conformity
47 CFR §2.1077 Compliance Information

放射エミッション限度 (表 3) は、30 m〜1600 m、
多くの機器については 300 m か 1600 m という大Unique Identifier: (例えば商号、モデル番号)

きな距離での電界強度で規定されている。†16 また、

Responsible Party – U.S. Contact Information

超音波機器と RF 照明デバイス以外については限度

社名
住所 (Street Address, City, State)
郵便番号
United States
電話番号かインターネットでの連絡先情報はその限度が測定周波数範囲 (表 2) 全体にわたって一定となっており、RF 電力が 500 W を超える機器の一部と RF 照明デバイスを除いては住宅地での使用を意図したものかどうかによる違いもない。

FCC Compliance Statement

検波は、指定がない場合は平均値 (AV) 検波を、This device complies with part 18 of the FCC Rules.
[6]

図 2: 適合情報の記載の例 (KDBづく)

但し RF 照明については準尖頭値 (QP) 検波を用いる。

896810 D01 に基1000 MHz よりも低い周波数で動作する民生機器
を除き、RF 電力が 500 W 以上の場合は限度の緩

但し、強い電磁放射は人体への影響を生じる可和が許容される場合があるが、その場合も 1600 m

能性があり、これについては別途考慮が必要となるでの電界強度が 10 µV/m を超えてはならない。†17

RF 電力は、電子レンジは負荷として用いる水の(§7)。

温度上昇から、ジアテルミー装置は白熱電球の輝度
中心周波数

許容幅

周波数範囲

を介しての置換法で求めることができる。[2]6.78 MHz±15.0 kHz6.765〜6.795 MHz

13.56 MHz

±7.0 kHz13.553〜13.567 MHz

RF 照明デバイスの放射エミッション限度は 30〜

27.12 MHz

±163.0 kHz

26.957〜27.283 MHz

1000 MHz の周波数範囲で規定されており、この限40.68 MHz

±20.0 kHz

40.66〜40.70 MHz

度は非民生用か民生用かによって 10 dB 程度異な

915 MHz±13.0 MHz

902〜928 MHzる (図 3)。この限度は 30 m の距離で規定されてい2 450 MHz

±50.0 MHz

2 400〜2 500 MHz

るが、1/d の減衰を仮定すればこれらの限度はそれ5 800 MHz

±75.0 MHz5 725〜5 875 MHz

ぞれ 47 CFR 15.109 のクラス A とクラス A 以外の

24.125 GHz±125.0 MHz

24.000〜24.250 GHz

61.25 GHz

±250.0 MHz

61.00〜61.50 GHz

122.50 GHz±500.0 MHz

122.00〜123.00 GHz

245.00 GHz±1.0 GHz

244.00〜246.00 GHz

表 1: ISM 周波数帯 (47 CFR 18.301 より)

この規則で規定された ISM 周波数 (表 1) は

CISPR 11[7][10]のものとほぼ同一だが、この規則

では 433.05〜434.79 MHz は ISM 周波数帯ではな
く、通常のエミッション限度の範囲内での放射のみ

100
90
80
70
60
50

40

R 

RF

40
30

30

R 

20

RF

10

20

が許容される。

Emission limits, d = 30 m (dBµV/m)

Emission limits, d = 30 m (µV/m)

限度 [1][9] と同等である。

また、490〜510 kHz、2170〜2194 kHz、8354〜

8374 kHz、121.4〜121.6 MHz、156.7〜156.9 MHz、30

及び 242.8〜243.2 MHz の使用は禁止されており、

100
Frequency (MHz)

10
1000

図 3: RF 照明デバイスの放射エミッション限度

エミッションが通常の限度に入るとしてもそれらの周波数を動作周波数として使用してはならない。

†16 §4.4 で触れるように、実際の測定はこれよりも短い測定距離で行なうことになるだろう。
†17 1/d の減衰を仮定すると、300 m で 50 µV/m の場合に1600 m で 10 µV/m 弱となる。

5

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

動作周波数

測定周波数の下限

測定周波数の上限< 1.705 MHz

装置内で発生する最低の周波数と 9 kHz の高い方

30 MHz1.705〜30 MHz

装置内で発生する最低の周波数と 9 kHz の高い方

400 MHz30〜500 MHz

装置内で発生する最低の周波数と 25 MHz の低い方

10 次高調波と 1000 MHz のいずれか高い方

500〜1000 MHz

装置内で発生する最低の周波数と 100 MHz の低い方

10 次高調波> 1000 MHz

装置内で発生する最低の周波数と 100 MHz の低い方

10 次高調波か検出可能な最も高いエミッション

表 2: 放射エミッションの測定周波数範囲 (47 CFR 18.309 より)

機器

動作周波数

RF 電力 P (W)

電界強度 (µV/m)

他で規定されたもの以外

任意の ISM 周波数< 500 W

任意の非 ISM 周波数≥ 500 W
< 500 W

25√
25 P/500
15√15 P/500≥ 500 W
工業用加熱装置、RF 安定化アーク溶接機
内科的ジアテルミー
超音波

‡

電磁調理器

距離 (m)

300
(1)

300
300

(1)

300

≤ 5725 MHz

任意

10

1600

> 5275 MHz

任意

(2)

(2)

任意の ISM 周波数

任意

25

300

任意の非 ISM 周波数

任意

15

300

< 490 kHz< 500 W
≥ 500 W

2400/FkHz√
2400/FkHz P/500

490〜1600 kHz

任意

24000/FkHz

30> 1600 kHz

任意

15

30

< 90 kHz

任意

1500

30

≥ 90 kHz

任意

300

30

任意

図 3 参照30

RF 照明デバイス

300
(3)

300

(1) 1600 m で 10 µV/m を超えないこと。1000 MHz よりも低い周波数で動作する民生機器では特に規定されない限り 500 W を超える場合の限度の緩和は許容されない。
(2) 可能な限り低減すること。
(3) 1600 m で 10 µV/m を超えないこと。民生機器では特に規定されない限り 500 W を超える場合の限度の緩和は許容されない。
‡ 伝導エミッション限度 (§5) に適合する超音波機器は FCC が要求しない限り 30 MHz 以下の放射エミッションの評価は不要(47 CFR 18.307 (f))。

表 3: 電界強度限度 (47 CFR 18.305 より)

4.1

構成

負荷の使用が規定されている場合、あるいは意図したような状態で動作させるために負荷が必要な場

エミッション測定に際しての EUT の構成や動作

合、適切な負荷を用いる。

は典型的な応用でエミッションが最大となるように

例えば電子レンジの場合はポリプロピレンかそのする。エミッションが最大となる構成は通常は明白

他の低損失な材料の容器に入れた水道水を負荷としではなく、大抵は例えばケーブルや機器の位置や向て用い、この水の量は定格 1000 W 以下の場合は出きを変えてのいくらかの試行が必要となる。

力の測定と周波数の測定では 1000 mL、2 次高調波

卓上機器は高さ 1 m の非導電性の台の上に配置と 3 次高調波の放射の測定では 700 mL と 300 mL、する。床置き機器はターン・テーブル上に直接置く

その他の測定では 700 mL とし、定格 1000 W を超ことができる。

える場合は水の量を 500 W について 50 % 増やす。

6

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

電界強度 (dBµV/m)

機器

動作周波数

RF 電力 P (W)他で規定されたもの以外

任意の ISM 周波数< 500 W

57.5

任意の非 ISM 周波数< 500 W

53.1

≤ 5725 MHz

任意

64.1

任意の ISM 周波数

任意

57.5

任意の非 ISM 周波数

任意

53.1

超音波

> 1600 kHz

任意

33.1

電磁調理器

< 90 kHz任意

73.1≥ 90 kHz

任意59.1

工業用加熱装置、1/d を仮定した 10 m での換算値

RF 安定化アーク溶接機
内科的ジアテルミー

1m

表 4: 代表的な電界強度限度 (表 3) の 1/d (−20 dB/decade) の減衰を仮定しての 10 m における相当値 (参考)ഇ2m̅༄



Dഈ؉ฆଅ‫܉‬అ؉

360°؅จ

؅ฆଅ

図 4: ループ・アンテナでの放射妨害の測定

内科的ジアテルミー装置についても負荷の規定がC63.4[3] でテスト・サイトの検証の方法が規定されてあるが、製造業者が規定した他の負荷を用いること

おり、この要求に適合するテスト・サイト (電波暗室

もできる。

[2]

のような代替サイトを含む) は MP-5 での 30 MHz
以上の測定にも適したものとなろう。†18†19

4.2

30 MHz 以下についてはいずれの規格でもサイト

テスト・サイトの検証の方法は示されておらず、またグランド・プ

放射エミッションの測定は、開けた平坦な場所で、†18 30〜1000 MHz についても 10 m、1 GHz 以上ではより近い測定距離でのみ検証されているテスト・サイトも多いと思われるが、§4.4や §8.2.1で述べるように、30〜1000 MHz については 10 m での測定の結果から 1/d での減衰を仮定して換算することができるだろう。
†19 MP-5 では 1 GHz 以上についても開放形サイト (床面は大地面か金属のグランド・プレーン) での測定がベースとなる。
ANSI C63.4 の 1 GHz 以上のテスト・サイトは自由空間を模擬するもの (全無響室) となるが、半無響室の床面に電波吸収体を配置して全無響としている場合は吸収体を取り除いた状態では金属のグランド・プレーンを持つ開放形サイトを模擬するものとなりそうである。

EUT から適切な距離離れた位置に受信アンテナを置いて行なう (図 4, 図 5)。金属のグランド・プレーンの使用が推奨されるが、これは必須ではない。電波暗室などはそのような開放形サイトとの相関を示せる場合に限って使用できる。

MP-5 ではテスト・サイトの検証の方法は示されていないが、30 MHz〜40 GHz については ANSI

7

1m

1 m 4 m ؆؉

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要



؉Dഈฆଅ‫܉‬అ؉
360°؅จ

360°؅จ

()ଅ؅

1 m 4 m ؆؉(1 GHz คคฆଅഈ؉ 10 m ഈࠅЅ2 m6 m)

ฆ

図 5: 放射妨害の測定 (30 MHz〜)

レーンの使用も必須でないので、周辺に反射物のな

4.3

い開けた平坦な場所であれば、特性の検証を行なう

アンテナ

規格で指定された測定用のアンテナと実際の測定ことなしに開放形テスト・サイトとして使用できるでしばしば用いられるアンテナの例、またアンテナと考えられる。だが、電波暗室のような代替サイトの高さの指定を 表 5 に示す。

については、そのサイトが開放形テスト・サイトで

ループ・アンテナは磁界の成分を検出するが、そのの測定と相関する結果をもたらすことを立証するた

周波数範囲についても限度 (表 3) は電界強度で規定めに充分な試験を行なわなければならないと定めらされているため、換算が必要となる。MP-5 はそのれている。†20†21

方法を示していないが、ANSI C63.4[3] は 377 Ω のイン・サイチュ測定の場合はこのような制限はな

自由空間インピーダンスを仮定して電界強度に換算

いが、その機器とその場所の双方が EUT とみなさするアンテナ係数を用いるように述べており、ISM

れ、イン・サイチュ測定の結果はその場所に固有の機器の測定でも同様とすれば良いだろう。†22 アンテものとなる。

ナの校正の方法も明確に示されていないが、ANSI

C63.4[3] では ANSI C63.5[4] の、さらにループ・ア
ンテナについては IEEE Std 291-1991 STLM (標準送信ループ法)[5] の参照が見られる。

†20 KDB[6] 414788 D01 “Test Sites for Radiated Emission
Measurements” では、47 CFR 15 に関して、電波暗室などの代替サイトの特性の確認は複数の類似のデバイスの測定結果の開放形サイトでの測定結果との比較によって行なえるかも知れない旨、またその代替サイトと開放形サイトとの相関の証拠を文書化し要求があれば提出すべき旨が述べられている。
†21 30〜1000 MHz の測定で用いられるような電波暗室 (SAC)
は壁面と天井の電波吸収体によって反射を抑えているが、その電波吸収体は低い周波数では効果を失い、壁面や天井での強い反射が生じることが予期される。また、例えば 20 m や 30 mのような大きな測定距離での測定を行ないたいと思うかも知れないが、電子機器のエミッション測定で用いられている電波暗室の多くではそのような大きな測定距離での測定を行なうことは困難である。従って、9 kHz〜30 MHz の測定をそのような電波暗室で行なえる可能性はあるものの、低い周波数範囲での測定には特別な注意が必要となるかも知れない。

4.4

測定距離

放射エミッションの測定はできる限り限度が規定されている距離で行なうべきである。だが、表 3 の限度は 300 m や 1600 m の距離で規定されたものもあり、そのような長い距離での測定は実際的でない。
†22 電磁界の電界と磁界の成分の強さを 377 Ω の係数で換算できるという仮定は近傍界では成り立たない (図 20)。従って、近傍界でループ・アンテナで測定した結果を電界強度で表現したものはあくまでも 377 Ω のインピーダンスを仮定しての等価電界強度であり、実際の電界強度とは異なったものとなる。

8

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

周波数範囲指定されたアンテナ

アンテナ高さ典型的なアンテナの例

シールドされた平衡型ループ

約 2 m で、ヌルを避ける

シールドされた平衡型ループ、もしくは半波長ダイポールか他の直線偏波アンテナ

ループ: 約 2 m で、ヌルを避ける

30〜1000 MHz

半波長ダイポールか他の直線偏波
アンテナ

測定距離 10 m までは 1〜4 m、それ以遠では 2〜6 m で昇降

バイコニカル、LPDA(対数周期ダイポール・アレー)、あるいはハイブ
リッド> 1 GHz広帯域直線偏波ホーン・アンテナ
か他の直線偏波アンテナ

1〜4 m で昇降

ダブルリッジド・ウェー
ブガイド・ホーン< 18 MHz
18〜30 MHz

60 cm シールド・ループ

他: 測定距離 10 m までは 1〜4 m、それ以遠では 2〜6 m で昇降

表 5: 測定用アンテナ

このため、限度が 30 m よりも遠くで規定されて影響に伴う変則性を除いては減衰は概ね 1/d に従いる場合には特に、次のいずれかの規定に従い、近うであろうと予期され、前者の方法を適用する利点

い距離での測定結果から規定の距離での電界強度をはなさそうに思われる。

推定することが必要となるだろう:

距離に伴う電磁界の減衰や近い距離での測定結果からの推定に関しては §8 でも触れる。

• 放射のメジャー・ローブの同定のために放射パターンをプロットし、また規定された距離で予期される電磁界強度を同定するために充分な数

5の方位†23 と距離での測定を行なう限り、より

伝導エミッション

近い距離での試験を行なって良い

伝導エミッション限度は、商用電源に接続される、可能であればそれぞれの方位で複数の距離で測• 電磁調理器、超音波機器

定し、距離と電磁界強度のカーブを描画し、限度が規定された距離での電磁界強度を外挿する• RF 照明デバイス (民生用)ために延長する。

• RF 照明デバイス (非民生用)• あるいは、近い単一の距離でのみ測定するなら• その他の民生機器

ば、減衰率として 1/d (−20 dB/decade) を用に対して規定されている (図 6)。†25

いて限度値を補正する。

その他の民生機器の限度は 150 kHz〜30 MHz に

低い周波数では近い距離の複数の距離での測定結ついて準尖頭値 (QP) と平均値 (AV) で規定されて果は 1/d (−20 dB/decade) よりもかなり急激な (最おり、この限度は 47 CFR 15.107 のクラス A 以外

大で 1/d3 、すなわち −60 dB/decade までの) 減衰の機器に対する限度 [1][9] と同等である。電磁調理を示すことも多く、そのような場合は前者の方法を器と超音波機器も 150 kHz〜30 MHz の限度は同様用いた方が規定の距離での電界強度が大幅に低く推だが、9〜150 kHz の準尖頭値限度が加わる。

定されることになる。但し、これはあくまでも近い

RF 照明デバイスの限度は 150 kHz〜30 MHz で距離で得られた限られた情報からの推定であり、そ規定されており、一般の人が居住環境で使用するこの推定の結果は著しく甘いものとなる可能性もあるとが意図された RF 照明デバイスは民生用 RF 照明

こと、また推定された減衰の傾斜のわずかな違いがデバイスの限度に適合しなければならない。†26

規定の距離での電界強度の推定の結果に非常に大きな違いをもたらし得ることに注意した方が良いかも†25 47 CFR 15[1][9] の対象にもなる機器については、当然、その要求への適合が必要となる。その他の機器についても 47 CFR 15の規定を準用して確認を行なっておくことは良い考えかも知れない。
†26 そのような明確な要求はないものの、非民生用 RF 照明デ
バイスについては、例えば使用の制限に関する情報の梱包への明確な表示など、一般消費者への販売や居住環境での使用を防ぐための適切な配慮も必要となりそうである。

知れない。†24
一方、高い周波数、例えば 30 MHz 程度以上では大地面での反射とアンテナの昇降の範囲の制限の†23 20◦ 以下の間隔が望ましい。

†24 これらについては §8、特に §8.1.2や §8.2.2でもう少し詳しく説明する。

9

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

120

106

QP
AV

ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ
110

ルの上に、さもなくば床の上に置く。
105

90
104

80

R ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿ 10
RF

70

5.2

Emission limits (µV)

100
Emission limits (dBµV)

リは、通常はテーブルの上に置かれるならばテーブ

LISN†27 (図 9) は、電源のインピーダンス (図 10)を管理するとともに、電源線上の高周波成分を取り出して測定器 (テスト・レシーバ) に伝える機能を

3

60

持つ。

R ÿÿ

150 kHz〜30 MHz は 50 µH / 50 Ω LISN で、9

RF

50
40
0.01

0.1

1
Frequency (MHz)1030〜150 kHz は 50 µH / 50 Ω + 5 Ω LISN でカバー102されるが、単一の LISN で 9 kHz〜30 MHz の要求(図 10) を満足することも可能である。

図 6: 伝導エミッション限度

5.1

LISN

構成

6

周波数測定

床置き以外の EUT は 2 m 角以上の導電性の面

ISM 周波数帯で動作する機器については、負荷や(例えばシールド・ルームの床の金属面) から 40 cm

動作条件による最大周波数偏差を測定し、報告する:に置き、その他の導電性の面からは 80 cm 以上離1. 室温での無負荷での 5 分間の余熱の後、アプリ

す。シールド・ルームでの測定の場合はこの 2 m 角以上の導電性の面の代わりにシールド・ルームの壁

ケータ、アプリケータの間隔、制御部の設定、を用いても良い。床置き機器は金属の床面の上に直負荷の様々な組み合わせについて、ISM 周波

接置くことができる。

数からの最大偏差を求める;

LISN (§5.2) は EUT から 80 cm の距離に置く。

2. 最大の偏差を生じる構成で、室温でのコールド・

EUT に電源コードが付属する場合は EUT と LISN

スタートから動作の安定までの期間での周波数をそのコードで接続して余長を 30〜40 cm で束ね、変動を測定する。

その他の場合は 1 m よりも長くないコードで接続する (図 7)。

7
5.1.1

超音波機器

電磁界の人体への影響
ISM 機器は ISM 周波数帯 (§3) では無制限のエミッションが許容されるものの、強い電磁放射は人可搬型のデバイスの場合、1 m × 3 m の木のテー

体への影響を生じる可能性があるため、人体への影

ブルを LISN の直近に置き、一体型のデバイスは響については別途考慮が必要となる。

テーブルの LISN 側の端に置く。

これに関して、47 CFR 18 の中でも、治療用のデバイスは超音波発生器から 30 cm 離
してテーブル上に置いた 1 m × 2.5 m の接地されな• 47 CFR 1.1307(b) — 曝露が限度を超える場合

い金属板の上の水槽にトランスジューサを漬けて同の環境アセスメントの要求様に配置する。この水槽はプラスチックのものとし、• 47 CFR 1.1310 — 一般的な曝露限度

水槽内の水をストラップで金属板に接続する (図 8)。
患者への装着が意図された電極 (パッド) などの• 47 CFR 2.1091 — モバイル・デバイスの曝露

アクセサリがある場合は濡らしてテーブル上の金属評価板に接触させる。

• 47 CFR 2.1093 — ポータブル・デバイスの曝可搬型でない、あるいは床置き型のデバイスは床露評価の上に置き、トランスジューサやその他のアクセサ†27 LISN = line impedance stabilization network。AMN(artificial mains network) とも呼ばれる。

10

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

LISN

0.8 m






0.4 m

EUT



‫܉‬అ؉̅



図 7: 伝導エミッション測定のセットアップの例

LISN

EUT

0.8 m



ഈ‫܉‬ఆ




ĉఅ‫܆‬



m

0.3

‫܉‬అ؉̅

m
2.5

0.4 m

1m

ଅ؅ąఆ

図 8: 超音波治療器の伝導エミッション測定のセットアップの例

70

ฆଅ

60

L1

50 µH

PE

0.1 µF40

50 Ω / 50 µH

30

1 k̀

20
1 k̀

1 µF

1 µF

50 µH

50

L2
0.1 µFL2| Z | (Ω)∠Z (°)

L1

10

PE

0

図 9: LISN (50 µH / 50 Ω) の原理 — 単相電源用−1010 kHz50 Ω / 50 µH + 5 Ω
100 kHz

1 MHz
Frequency

10 MHz 30 MHz

図 10: LISN のインピーダンス — 50 µH / 50 Ω + 5 Ω、及び 50 µH / 50 Ω LISNの該当する規定に従わなければならない旨が

47 CFR 18.313†28 で明記されている。†29 さらに、無線周波デバイス全般に対する一般的な要求として、†28 47 CFR 18.313 は 2020 年の 85 FR 18150 で追加されISM 機器としての機能のために意図的に発生させた。
†29 電磁界への曝露の制限は他の規則でも定められていることられるもの以外の電磁界、例えばデジタル回路などがある。例えば Department of Labor は 29 CFR 1910.97 で労働者の非電離放射線に対する曝露の制限を定めている。

の非意図放射器の部分からの電磁界の影響の考慮も11

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

傾斜は −40 dB/decade (1/d2 ) よりも大きいということで −40 dB/decade の減衰を仮定して外挿しても良さそうである。†32
一方、図 12の緑のプロットのように距離が大きくなると傾斜が緩やかになるように屈曲しているように見える場合、単純にそれらの全ての点から求めた
近似直線を仮定するのは適当ではなく、図 12の緑の図 11: LISN の例 (写真は Rohde & Schwarz 社の厚意による)

破線のような測定距離が大きい 2 つの点 (このケースでは 20 m と 30 m のデータ) を結ぶ直線から、より望ましくはそれらのあいだの距離で追加で行なっ求められるようになっている。

た測定の結果も考慮して推定した減衰の傾斜から外曝露の制限とその評価に関しては §8.3 で改めて挿した方が、あるいはこのケースではその直線の傾触れる。

斜は −20 dB/decade よりも有意に大きくなさそう
であることから −20 dB/decade の減衰を仮定して外挿した方が良さそうに思われる。

補足

8

90

8.1

外挿による電磁界強度の推定の例
80

10000

47 CFR 18 のエミッション限度 (表 3) は大きな
Noise level (dBµV/m)

多くの場合は 規定された距離での電磁界強度を近い距離での測定結果からの外挿によって推定することになる。
この場合、1/d (−20 dB/decade) での減衰を仮定する場合以外は、近くの複数の距離での測定結果か

60

1000

−20

50
40

に関して 47 CFR 18 では「距離と電磁界強度のカー

dec

ade
100

−4

0d
B/

30

ら減衰のカーブを推定することが必要となる。これ

dB/

Noise level (µV/m)

70

測定距離で規定されており、§4.4 で述べたように、

de
ca
de

20

10

ブを描画し、限度が規定された距離での電磁界強度10を外挿するために延長する」のように述べられているだけで、それ以上に具体的な方法の記載はない。

10

20

30
50
Distance (m)

100

200

300

図 12: 外挿による電磁界強度の推定の例

測 定 を 様々な 距 離 で 行 なった 結 果 を 両 対 数
で†30 プ ロット す る と 、そ れ ら の デ ー タ は 概 ね−20 dB/decade (1/d) かそれよりも急激な減衰を

8.1.1

示す直線上に乗るか、あるいは距離が大きくなると減衰が緩やかになって −20 dB/decade に近付く

外挿の方法の例

距離 d1 における電界強度が E1dB 、距離 d2 におような屈曲したラインに乗ることが予期される。†31

ける電界強度が E2dB であった場合、両対数でその例えば図 12の青のプロットは 4 つの点が概ね直線

2 点を通る直線は単純に上に乗っており、このようなケースでは図 12の青のEdB (d) =破線のようなそれらの点から求めた近似直線から外挿しても、あるいはこのケースではその近似直線の)E2dB − E1dB (log(d)−log(d1 ) +E1dB
log(d2 ) − log(d1 )と表現できる。
測定データが 3 つ以上あり、それらが概ね直線上†30 横軸を距離の対数、縦軸を µV/m で表現した電界強度の対数か dBµV/m で表現した電界強度として。
†31 そのようにならない場合は測定に問題がある可能性を疑った方が良いと思われる。なお、測定を何箇所の距離で行なうべきかも示されていないが、4 つ以上の測定距離での測定を行なった方がその範囲での減衰が両対数で直線的となっているかどうかを判断しやすいと思われる。

に乗っていると判断した場合、それらの測定データ†32 §8.1.2や §8.2.2で触れるように、測定が行なわれた距離よ
りも大きな距離で減衰の傾斜が緩くなる可能性もあるが、ここでは測定データから得られた傾斜を単純に延長することができるものと仮定している。

12

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要を近似する直線は最小二乗法によって求めれば良さ

例えば図 13の例で、10 m までの測定を行なっそうである。だが、それが適当であれば、より簡単

た場合、その測定の結果は直線的な減衰を暗示に、その代わりに最も小さい距離と最も大きな距離

し、これから図 13で実線で示したような直線的の 2 点や距離が大きい方の 2 点での結果を通る直線

な減衰を仮定して規定の距離における電磁界のの傾斜、あるいはそれぞれの隣り合う 2 点の結果をレベルを推定することは自然だろう。だが、こ通る直線の傾斜のうちで最も傾斜が緩いもの (最もの場合の実際の減衰は図 13の破線のようによ

悲観的な推定となるもの) を減衰の傾斜の推定値とり遠い距離で緩やかになっているかも知れず、して用いても良いかも知れない。

その場合、規定の距離における実際の電磁界のレベルは先の推定よりも著しく強いものとなる

いずれの場合も、計算で求められた減衰の傾
斜 (例えば −43.2 dB/decade のような) をそのかも知れない。

まま用いることもできるだろうが、その代わりに
80−40 dB/decade よりも大きかったので、減衰の傾70

斜として −40 dB/decade を仮定して推定を行なう」

60
Noise level (dBµV/m)のような判断を行なうこともできるだろう。
また、より簡易的な方法として、例えば計算なしにグラフ上で「減衰の傾斜は −40 dB/decade よりも大きい」のように判断できるかも知れず、また規定の測定距離における値の推定もグラフ上で行なう(例えば、データをグラフ用紙にプロットし、プロッ

10000

ÿÿÿ
ÿÿÿ

50
40

うな) こともできるかも知れない。

−10

適合性評価でどのような方法を用いるべきかは

ÿÿÿ
ÿ
100

20

ÿ
ÿ
ÿ

0

の所定の測定距離における値をグラフ上から読むよ

1000

30

10

トされたデータを通る直線を定規で引き、その直線

ÿÿÿ
ÿ

5

10

20

30
50
Distance (m)

100

ÿ
ÿ

ÿ
ÿ

200

Noise level (µV/m)

例えば「測定データから推定された減衰の傾斜は

10

300

図 13: 外挿による推定の限界 — 減衰の傾斜が変化するかも知れない47 CFR 18 では具体的に示されておらず、自らの責任で妥当な推定を行なうことになるだろうが、いずれの場合も、推定の結果の記録や報告では、それ従って、47 CFR 18 (MP-5) の規定上は近が推定値である旨、またその推定をどのような方法

い複数の距離での測定結果から導いた 1/dで行なったかを、そしてそれが明確でない場合はそ(−20 dB/decade) よりも大きな減衰率を用いの推定の根拠を明確に示すべきだろう。

て 300 m や 1600 m での電磁界の強さを推定することが許容されるものの、状況によっては

8.1.2

外挿による推定の限界

その推定は著しく甘いものとなる可能性も考えられる。

§4.4で述べたように、近い複数の距離での測定結果から得られたカーブを延長して規定の距離 (例えこれは遠方での電磁界のレベルを近い距離でば 300 m) での電磁界のレベルを推定することはの減衰から推定するという方法そのものに起47 CFR 18 で定められた方法の 1 つである。

因するもので、その回避は困難であろうが、状だが、この方法での推定の結果は例えば次のよう

況によってはできる限り大きな距離までの測定な事象の影響を受けることが予期されるため、そのを行なうことが助けとなるかも知れない。例えような影響をできる限り抑えるように務めるとともば図 13の例では、15 m 程度以上の距離での測に、得られた推定値はそのようなものとして扱うこ定も行なっていれば減衰の傾斜が緩やかになっとが望ましいだろう。

ていることに気付き、より的確な推定を行なえた可能性もありそうである。

• 近い距離での測定結果が直線的な減衰を示して• それぞれの測定結果に含まれる測定のばらつきいたとしても、それよりも遠い距離でその直線的な減衰が続くかどうかはわからない。

は減衰の傾斜の推定に影響し、これが規定の距

13

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

離での電磁界のレベルの推定値に著しいばらつ(§4.4で述べたように、充分な数の方位で測定

きをもららす可能性がある。

して放射パターンをプロットするように、また

例えば概ね −40 dB/decade (1/d2 ) の減衰とな可能であればそれぞれの方位で複数の距離で測るデータについて 7 m と 10 m の 2 点での測定定するように定められている) や他の周波数で結果から両対数で直線的な減衰を仮定して単純得られたデータを考慮することも助けとなるかに推定を行なった場合、図 14の緑の線で図示すも知れない。

るように、それぞれの測定結果が ±1 dB 変化したならば推定された減衰の傾斜が −40 ± 13 dB
程の変化をもたらす計算となる。
90

電磁波は距離 d に対して 1/d で減衰すると仮定されることが多いが、この仮定は7m, 10m
7m, 20m80

参考: 電磁界の減衰8.2の幅で変化し、300 m での推定値に ±20 dB

10000• 放射源が波長と比較して小さく、70• 他の物体からの反射の影響がなく (自由空間)、
1000

50
40
30

100

かつ

Noise level (µV/m)

Noise level (dBµV/m)

60• 放射源から充分に離れている (遠方界)場合に成り立つ。
だが、エミッション測定では

20
10

−10

• 高い周波数では放射源が波長と比較して大きく

10

0
10

20

30
50
Distance (m)

100

200

なり、

• 大地面からの反射があり、また300

図 14: 外挿による推定の限界 — 測定のばらつきの影響• 低い周波数では放射源に近い位置 (近傍界) での測定となる7 m と 20 m の 2 点での測定結果からの同様ことも珍しくなく、これらが電磁界の減衰に影響すの推定の場合、図 14の青の線で図示するようる可能性が予期される。

に、それぞれの測定結果の ±1 dB の変化に伴従って、これらの要因が電磁界の測定結果や距離

う 300 m での推定値の変化は ±6 dB 程に緩和に伴う減衰にどのように影響するかを理解することされそうである。

が望ましいかも知れない。

この影響を抑えるためにはできる限り大きな距

以下では、大地面での反射の影響、及び短い測定

離までの測定†33 を行なうことが、また測定の距離での測定の影響を簡単に示す。

ばらつきをできる限り抑えることが望ましく、測定のばらつき (ここでは系統的な誤差はそれほど重要ではない) を抑える上では測定を複数

8.2.1

大地面での反射の影響 (≥ 30 MHz)回行なって平均値を求めることが助けとなるか
大地面 (金属のグランド・プレーンであれ単なるも知れない。

地面であれ) 上での測定の場合、受信アンテナには

また、規定の距離での電磁界のレベルの推定

放射源 (EUT) からの直接波以外に大地面での反射に用いる減衰の傾斜の決定に際して他の方位波も到達する (図 5) が、これがその距離でのエミッ†33 §4.2で述べたように、その測定に適した広さ (グランド・プ

ションの測定結果に、従って距離を変えて測定を行

レーンは敷設されていなくても良い) がある開放形テスト・サイ
トであれば、30 MHz 以下の周波数範囲や 10 m よりも大きな
測定距離について検証されていないサイトであっても 30 MHz
以下の周波数の 10 m よりも大きな距離での測定に使用できると考えられる。

なった時の減衰のカーブに影響する。
放射源の高さを 1 m、受信アンテナの高さを測定
距離 10 m 以下では 1〜4 m、測定距離 10 m 以上

14

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

では 2〜6 m、放射源と受信アンテナの指向特性は

分が反射波 (この条件では位相が反転する) で相殺

ダイポール・アンテナと同様、大地面は全反射 (金されるためである。

属のグランド・プレーン) として減衰量を計算した

これからすると、30 MHz 以上の周波数範囲につもの [11] を図 15 と図 16 に示す。

いては、Attenuation: h1 = 1 m, Vertical

Relative Field Strength (dB)

• 10 m 程度以上 (例えば 10 m や 30 m) での30 MHz140 MHz
1000 MHz20

測定結果から 1/d の減衰を仮定して 300 m や1600 m での電界強度を推定すれば、垂直偏波

0については妥当な、水平偏波についても甘くはならない推定を行なえそうである;−20• 10 m よりも近い距離では変則的な挙動を生じ−40

そうであるので、例えば 3 m での測定結果から 1/d での推定を行なうこと、あるいは 10 m

−60

以下の複数の距離での測定結果から推定した減−80

衰カーブでの外挿を行なうことは好ましくない
1

10

100
Distance (m)かも知れない†341000

図 15: グランド・プレーン上での電磁波の減衰 — 垂直偏波と考えられそうである。

8.2.2

近傍界となることの影響 (≤ 30 MHz)

Attenuation: h1 = 1 m, Horizontal
30 MHz140 MHz
1000 MHz

Relative Field Strength (dB)20放射源が小さい場合、電磁界の放射源から λ/2πまでの距離を近傍界、それ以遠を遠方界として考えることができる。†350

一般にはエミッション測定は遠方界で行なうこと−20が望ましいが、特に低い周波数では、その実現は困難なものとなる。

−40

30 MHz では λ = 10 m であるので λ/2π =10/2π ≃ 1.6 m となり、30 MHz 程度以上の周波数−60範囲では 3 m でも遠方界とみなせる状態となる。
−80だが、周波数が低い場合、
1

10

100
Distance (m)1000• 9 kHz — λ ≃ 33 km, λ/2π ≃ 5.3 km

図 16: グランド・プレーン上での電磁波の減衰 — 水平
偏波

• 30 kHz — λ ≃ 10 km, λ/2π ≃ 1.6 km• 100 kHz — λ ≃ 3 km, λ/2π ≃ 0.48 km

垂直偏波 (図 15) では測定距離 10 m 以下では
特に低い周波数で変則的な挙動が見られるが、それ†34 例えば 図 15 の 140 MHz のカーブでは、距離 3 m での値から 1/d で 300 m での値を推定すると 10 dB 程度甘い結果となりそうである。また距離 3〜10 m での値は距離に対してほぼ一定となっておりそれから推定したカーブを 300 m での値の推定に用いることは明らかに適切ではない。
†35 放射源が大きい場合は放射源の大きさを D として 2D 2 /λ以遠を遠方界と考える。D = 1 m の場合で 1 GHz で 2D 2 /λ ≃6.7 m となるので、測定距離 10 m でも遠方界とみなせる。だが、10 GHz では 2D 2 /λ ≃ 67 m となり、10 m 程度の測定距
離では干渉に伴う複雑な挙動を生じる可能性が予期される。だが、放射源の大きさ D が小さくなれば 2D 2 /λ は D の自乗に反比例して小さくなり、従ってより近い距離から遠方界とみなせるようになる。

以遠の減衰は概ね 1/d (−20 dB/decade) に沿っている。
水平偏波 (図 16) では、測定距離 10 m 以下で特に低い周波数でやや変則的な挙動が見られるだけでな
く、測定距離が大きくなった時の減衰の傾斜が 1/d(−20 dB/decade) よりも大きくなっているのが見られる。これは、測定距離が大きくなると直接波と反射波の距離の差が小さくなり、直接波の相当の部

15

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

10000

100
80

1000

λ/

60

2π

ÿÿÿ

100

40
ÿ

ÿ

ÿ

ÿ

20

1/d

ÿ

ÿ

0
ÿ

ÿ

ÿ

10
ÿ

ÿ

−20
ÿ

ÿÿÿ

ÿ

1

10 MH

z

ÿ

1/d2

ÿ

−40

1 MH

z
100 k
H
30 kHz
z
10 k
Hz

ÿ

ÿ

−60
ÿ

−80

0.1

−100
0.01
10 kHz−120ÿÿÿ ÿÿ

100 kHz

1 MHz

10 MHzÿ

100 MHz

1 GHz

1

10

ÿ

ÿÿ ÿ
ÿ

図 17: 遠方界とみなせる距離

100

300

10001600

ÿ

図 19: 微小ダイポールからの磁界の減衰ÿÿÿÿÿÿÿ

10000• 1 MHz — λ ≃ 300 m, λ/2π ≃ 48 m

10 kHz
30 kHz
100 kHz
1 MHz
10 MHzとなるので、このような低い周波数では実際の測定は近傍界で行なうことになるだろう (図 17)。

1000
ÿ

自由空間においては、遠方界では電磁界の強度ÿÿ

ÿ

は 1/d (−20 dB/decade) で減衰すると仮定できる

377
ÿ

ÿ

が、近傍界での減衰はこのカーブに従わない (図 18,ÿÿ

図 19)。また、一般に電磁界の磁界の成分と電界の
ÿ

100
ÿ

成分の比率は 377 Ω であると仮定されるが、この仮定も近傍界では成り立たない (図 20)。
100

ÿÿÿÿÿ

10
1

10

80

ÿÿ ÿ 100
ÿ

1000

ÿ

図 20: 電磁界のインピーダンス

60
40
ÿ

ÿ

ÿ

ÿ

20

λ/2π では 1/d に沿ったカーブとなる (図 18)。†36

1/d

ÿ

0
ÿ

30 kHz では λ/2π ≃ 1.6 km となるので、f ≤

ÿ

ÿ

−20

10 MH

ÿ

30 kHz であれば 1600 m かそれ以上まで概ね 1/d3

z

ÿ

−40
ÿ

1 MHz

で減衰すると推定される。この場合、例えば 5 m、100 kH
z
30
kH
z
10
kH
z

10 m、30 m で測定した結果は概ね 1/d3 のカーブ

ÿ

ÿ

−60

1/d3

−80
−100
−120
1

10

ÿÿ ÿ
ÿ

100

300

に沿いそうであるし、その場合、1/d3 の減衰を仮定して 300 m や 1600 m まで外挿しても良さそう

10001600である (図 18)。

ÿ

1 MHz では λ/2π ≃ 48 m で、この場合も 5 m、

図 18: 微小ループからの磁界の減衰10 m、30 m で測定した結果は概ね 1/d3 のカーブに沿いそうである。だが、この周波数では 50 m 程

微小ループから距離 d での磁界の強さは、磁気度以遠では減衰の傾斜が緩やかになるので、30 m
ダイポール・モーメント m̂、β0 = π/2λ として、まででの測定結果からは 1/d3 の減衰を仮定できる)(
ものの、1/d3 で 300 m や 1600 m まで外挿した結1
ωµ0 m̂β0211Hθ = jsin θ j+ 2 2 − j 3 3 e−jβ0 r
4πη0
β 0 r β0 r
β0 r
†36 この影響は主にループ・アンテナが測定に用いられる低い周波数帯で現れるため、ここでは磁界のみで考えている。

と表現でき [8] 、概ね、d < λ/2π では 1/d3 、d >16

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

果は著しく甘いものとなる可能性がある (図 18)。

1000

E−field (V/m), H−field (A/m),Power density (mW/cm2)

微小ダイポールからの放射で考えると、
)
(
ˆ
Idl
1
1
2
Hϕ =
β sin θ j+e−jβ0 r
4π 0β0 r β02 r2となり [8] 、d < λ/2π では概ね 1/d2 で減衰し、上と同様に d > λ/2π で減衰の傾斜が 1/d に変化するだろう (図 19)。

100
E−field: Occupational
E−field: General publicPower density: Occupational

10Power density: General public1

H−field: Occupational
H−field: General public

0.1

実際の放射源は微小ループでも微小ダイポールでもなく、減衰のカーブを予測することは難しいが、

0.01
100 kHz

1 MHz

近傍での減衰の傾斜が 1/d よりも大きい場合、い10 MHz 100 MHz 1 GHz
Frequency

10 GHz 100 GHz

図 21: MPE 限度 (47 CFR 1.1310 に基づく)

ずれにしても λ/2π までのあいだに減衰の傾斜が変化して 1/d に漸近することが予期される。
これは机上での推定であるが、実際の測定でも証明 (certification) の申請に際してはこの記録もこれとある程度似通った挙動を生じることが想定さ

他の資料と共に提出することが必要となる。SDoCれる。

の場合は記録の提出などは不要であるが、その場合も確認を行ない、その記録を他の資料と共に保管す

8.3

べきであろう。

人体の無線周波電磁界への曝露の制限モバイル・デバイスやポータブル・デバイスの曝露
評価については 47 CFR 2.1091 や 47 CFR 2.1093

FCC の規則には人体の無線周波電磁界への曝で規定されており、それぞれの場合でどの限度が適露の制限に関する規定も含まれており、この制限

用されるかを表 7に一覧として示す。

の基礎となる SAR (比吸収率) の限度 (表 6) はモバイル・デバイスとポータブル・デバイスの双47 CFR 1.1310(b) と (c) で、またこれに基づいた方の曝露条件に該当する場合、それぞれに対する規最大許容曝露 (MPE) の限度は 47 CFR 1.1310(e)則が適用される。

で規定されている。†37
この制限は全ての無線周波デバイス (非意図放射47 CFR 2 の規定には曝露評価の免除の対象とな器を含む) に適用され、適合性評価の一部として、る条件 (以下で触れる) も含まれており、その条件に該当する場合は SAR 測定などの詳細な曝露評価• 曝露の評価の免除の対象となることを示すは不要となる。

(§8.3.1 参照)、

デバイスが同時に放射する可能性がある複数の放射源 (非意図放射器を含む) を含む場合、それぞれ• 曝露の評価を行ない、曝露の限度に適合する旨を宣言する、あるいはの放射源が曝露評価の免除の条件に該当する、ある• 曝露の限度を超える場合、環境アセスメントをしての追加の検討 (§8.3.1.3 参照) が、場合によって

いは曝露限度に適合するとしても、デバイス全体と実施する†38はより詳細な曝露評価を改めて実施することが必要となるだろう。†39のいずれかを行ない、文書化を行なうことも必要となるだろう。
†37 2020 年に発行された 85 FR 18131 (ET Docket No. 03137 and 13-84, FCC 19-126) で人体の無線周波電磁界への曝露の制限に関する規則の大幅な変更が行なわれた。この改訂では SAR (比吸収率) や 最大許容曝露 (MPE) の限度そのものは変更されていないが、曝露評価に関する規定、例えば曝露評価の免除に関する規定は大きく変更され、また明確化されており、
特に、評価の免除の条件が変わっていること、また非意図放射器も曝露の制限の対象となっていることに注意が必要であろう。
この改訂版の規則は 2020 年 6 月 1 日に発効し、その発効から2 年間が移行期間となっていた。
†38 この選択肢は通常は適用しない。

†39 曝露の制限に適合することが適切に確認された無線モジュー
ルを非意図放射器に組み込んだ場合も、非意図放射器からの放射、あるいは他の無線モジュールからの放射の寄与によりそのデバイス全体としては曝露の制限に不適合となる可能性があるので、その程度は別として、デバイス全体としての曝露の評価を改めて行なうことが必要となる。だが、非意図放射器の影響に関しては、非意図放射器の寄与は評価の免除の閾値 (§8.3.1) を大幅に下回る、あるいはその寄与は意図放射器の寄与と比較して著しく低くほぼ無視できると、従ってより詳細な評価は不要であると判断できることが多そうに思われる。

17

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

職業的曝露

公衆の曝露

全身平均 SAR

0.4 W/kg

0.08 W/kg

ピーク空間平均 SAR (1 g 平均)

8 W/kg

1.6 W/kg

手足に対する
ピーク空間平均 SAR (10 g 平均)

20 W/kg

4 W/kg

表 6: SAR 限度 (47 CFR 1.1310 より)

周波数 f

FCC RF 曝露限度f ≤ 100 kHz

全てのデバイスはケース・バイ・ケースで評価

100 kHz < f ≤ 300 kHz
300 kHz < f ≤ 6 GHz

SAR 限度ポータブル・デバイス

SAR 限度モバイル・デバイス

SAR 限度、もしくは MPE 限度
MPE 限度f > 6 GHz

表 7: モバイル/ポータブル・デバイスへの RF 曝露限度の適用 (KDB 447498, D04 Interim General RF Exposure
Guidance v01 より)曝露評価に関しては、ここで触れていない事項を

周波数 (MHz)ERP の閾値 (W)

0.3〜1.34

1 920 R2

• 47 CFR 1 Subpart I

1.34〜30

3 450 R2 /f 2

• 47 CFR 2.1091, 2.1093

30〜3003.83 R2

300〜1 500

0.0128 R2 f

1 500〜100 000

19.2 R2

含めて、• FCC KDB、例えば KDB #447498, D04 Interim General RF Exposure Guidance v01

f は周波数 (MHz)、R は距離 (m) で、λ/2π ≤ R• “Mobile and Portable Device RF Exposure

表 8: ルーチン環境評価の対象となる単一の RF 発生源(47 CFR 1.1307(b)(3)(i)(C) Table 1 より)

Policies KDB Publication 447498 D01”,(FCC, April 27, 2022 (TCB workshop presentation))

100
R=2m

などで詳しく述べられている。
R=1m

8.3.1
8.3.1.1

ERP Threshold (W)10

曝露評価の免除
モバイル・デバイス

モバイル・デバイス (RF 放射源の放射構造と人体

R = 0.5 m
1
R = 0.2 m
R = 0.1 m

0.1とのあいだに通常は 20 cm 以上の離隔距離が維持されるような形で用いられる、固定の場所以外での使
0.01
10 MHz用のために設計されたデバイス) は、47 CFR 2.1091
で規定されているように、以下のいずれかの条件を100 MHz

1 GHz
Frequency

10 GHz

100 GHz

図 22: ERP の閾値のカーブの例 (47 CFR 1.1307(b)(3)(i)(C) Table 1 (表 8) に基づく)満たすならばそれ以上の曝露評価は不要となる:

1. RF 放射源の時間平均最大出力が 1 mW を超えない。

3. 周波数 0.3〜6 GHz、距離 20〜40 cm の場合、そのデバイスの ERP (ERP を容易に得られな

2. 人と放射源のあいだの最小離隔距離 R (m) がい場合、放射構造の電気的長さが λ/4 を超え

λ/2π 以上で、RF 放射源の時間平均最大出力がないかアンテナのゲインが半波長ダイポール

47 CFR 1.1307(b)(3)(i)(C) の Table 1 (表 8)のゲインよりも小さい場合に限り、代わりに最で示された ERP (実効放射電力) を超えない。

18

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要

大時間平均出力を用いても良い) が下記の式の3000

ERP20cm を超えない。

d = 10 cm

0.3 GHz ≤ fGHz < 1.5 GHz
1.5 GHz ≤ fGHz ≤ 6 GHz

Pth (mW)

ERP 20cm (mW){
2040 fGHz=
3060

d = 20 cm

1000

d = 5 cm100

d = 2 cm
108.3.1.2

ポータブル・デバイス

d = 1 cm

ポータブル・デバイス (RF 放射源の放射構造と10.3

人体とのあいだが 20 cm 以内となるような形で用いられる、固定の場所以外での使用のために設計さ

1
Frequency (GHz)3

d = 0.5 cm

6

図 23: Pth のカーブの例 (§8.3.1.2 で示した式に基づく)れたデバイス) は、47 CFR 2.1093 で規定されているように、以下のいずれかの条件を満たすならばそ8.3.1.3

れ以上の曝露評価は不要となる:

同時送信

曝露評価の免除の条件 (時間平均最大出力が 1 mW

1. RF 放射源の時間平均最大出力が 1 mW を超を超えないという条件を除く) を満たす、あるいはえない。

SAR か MPE による曝露評価が行なわれた複数の2. 人と放射源のあいだの最小離隔距離 R (m) がRF 放射源 (非意図放射器を含む) がデバイスに含λ/2π 以上で、RF 放射源の時間平均最大出力がまれ、それらが同時に放射を生じる可能性がある場

47 CFR 1.1307(b)(3)(i)(C) の Table 1 (表 8)

合、47 CFR 1.1307 (b)(3)(ii) で規定されているよで示された ERP を超えない。

うに、曝露評価の免除の判断か曝露評価に用いられたそれぞれのパラメータのそれに対応する閾値や曝3. 周波数 0.3〜6 GHz、距離 0.5〜20 cm の場合、露限度に対する比率の合計が 1 以下であれば、すな

RF 放射源の時間平均最大出力が下記の式の Pth

わちを超えない。

∑ ERPj∑ Evaluated k
∑ Pi
+
+
≤1
P
ERP
Exposue limit k
th,i
th,j
j
i

P th (mW){
ERP20cm (d/20 cm)x d ≤ 20 cm=
ERP20cm
20 cm < d ≤ 40 cm()
60√
x = − log10
ERP20cm fGHz
ERP 20cm (mW){
2040 fGHz
=
3060

k

であれば、そのデバイス全体の曝露評価は免除可能と判断できる。†40

参考資料

9

0.3 GHz ≤ fGHz < 1.5 GHz
1.5 GHz ≤ fGHz ≤ 6 GHz[1] Code of Federal Regulations (CFR),
https://www.gpo.gov/fdsys/browse/collectionCfr.
action?collectionCode=CFR

例えば、f = 2.45 GHz、d = 5 cm の場合、上の[2] FCC/OET MP-5, Methods of Measurementsof Radio Noise Emissions from Industrial,
Scientific and Medical equipment, FCC, 1986,

規則 3 より、

ERP20cm = 3060 (mW)()
60√
x = − log10= 1.902 · · ·3060 2.45

https://www.fcc.gov/Bureaus/
Engineering Technology/Documents/measurement/
mp5/mp5-1986.pdf

Pth = 3060(5/20)1.902··· ≃ 219.0 (mW)

∑ SARkMPE や SAR で の 評 価 の 結 果 は 、 k SAR
+
lim
(
)
2
∑
∑ MPE PD,k
MPE field,j+ k MPEのように、電界や磁界
k MPE
†40

となり、RF 放射源の時間平均最大出力が 219 mW
以下であればより詳細な曝露評価、例えば SAR の

field,lim

PD,limでの値は曝露限度に対する比率を自乗して、SAR や電力密度での値は曝露限度に対する比率をそのまま加算する。

測定は不要と判断できることになる。

19

ISM 機器の FCC 規則 — 47 CFR 18 の概要[3] ANSI C63.4-2014, American National Standard
for Methods of Measurement of Radio-Noise
Emissions from Low-Voltage Electrical and Electronic Equipment in the Range of 9 kHz to40 GHz, IEEE, 2014
[4] ANSI C63.5-2006, American National Standard— Electromagnetic Compatibility — RadiatedEmission Measurements in Electromagnetic Interference (EMI) Control — Calibration of Antennas (9 kHz to 40 GHz)
[5] IEEE Std 291-1991, IEEE Standard Methods
for Measuring Electromagnetic Field Strength ofSinusoidal Continuous Waves, 30 Hz to 30 GHz[6] Oﬃce of Engineering and Technology Laboratory Division Knowledge Database (KDB),
https://apps.fcc.gov/oetcf/kdb/[7] CISPR 11, industrial, scientific and medical
equipment – radio-frequency disturbance characteristics – limits and methods of measurement[8] Introduction to Electromagnetic Compatibility(2nd edition), Clayton R. Paul, 2006
[9] デジタル・デバイスの FCC 規制への対応 —47 CFR 15 Subpart B の概要, 株式会社 e・オー
タマ 佐藤, 2009–2023,
https://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html[10] CISPR 11 の概要, 株式会社 e・オータマ 佐藤,
2020,
https://www.emc-ohtama.jp/emc/reference.html[11] 測定距離 10 m と 3 m でのエミッション測定の相関, T. Sato, 2016,
https://t-sato.in.coocan.jp/compliance/correlation-emission-10m-3m.pdf

c 2021–2023⃝

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