2024

通巻 504FEATURE

社会の多様化と電波利用の高度化を支える
電磁環境技術Interview

安全で安心できる
電波利用環境の構築・維持に欠かせない
電磁両立性（EMC）技術

社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術

ElectroMagnetic Compatiblity (EMC) Research that Support Diversity of Society and Availablity of Electromagnetic WaveFEATURE

社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術
1

安全で安心できる電波利用環境の構築・維持に欠かせない電磁両立性（EMC）技術後藤 薫

4

電波レベルモニタリング
実環境の電波を測る！

大西 輝夫

6

安全で持続可能な電磁環境の構築

不要電磁波の集積効果や電磁環境劣化を予測するモデルの研究開発

安全で安心できる電波利用環境の構築・維持に欠かせない電磁両立性（EMC）技術呉 奕鋒
表紙写真：電波暗室

金属で囲んだ壁・床・天井に、電波吸8収体を貼ることによって、電波が漏え
い・反射・反響しない空間を実現した実験室。電波暗室の内外で電波環境が分離されるため、実験中の電波が外に10漏れない、逆に、外で使われているス
こない特長を持つ。

長さ12 m ×幅7 m ×高さ6.8 m

室内寸法：

長さ10 m ×幅5 m ×高さ4.8 m

定できる広帯域アンテナの一つ。一般

1213に、通信・放送に用いるアンテナは、使用する周波数でだけ動作するように設計されるが、電磁雑音測定に用いるアンテナは、どの周波数に発生するか分からない電磁雑音を測定しなければならないため、広い周波数帯域で電波を受信できるように設計されている。

（表紙写真、左上写真の詳細は P12をご覧ください。
）

長岡 智明

ミリ波・テラヘルツ帯の電波計測技術
Beyond 5G の実現に向けて

山崎 祥他

温度で明るさの変わる蛍光プローブを利用した擬似生体組織の高精度な温度分布測定

INFORMATION

1414

今回は、電波利用環境の安全性・確実性を支える電磁両立性（EMC）技術の現状と未2002年博士課程修了後、電気通信大学菅平電波観測所助手を経て、2003年 CRL（現 NICT）に他の無線通信や電子機器に与える影響や、人体に与える影響はいかなるものであろうか。

── EMC とは何でしょうか。

取材協力：藤井 勝巳

NICT のチャレンジャー File 28

適な社会全体を支えている。しかし、目に見えない電波が複雑に混みあう中で、電波が来について、電磁環境研究室の後藤薫室長に話を聞いた。

電波暗室探訪

研究職・研究技術職・総合職 採用2025

NICTオープンハウス 2024 開催のお知らせ

後藤 薫（ごとう かおる）
電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室

スマートフォンだけでなく現代社会ではあらゆるところで無線通信が利用されており、快TOPICS

左上写真：電磁雑音測定用アンテナ

周波数1 GHz ～18 GHz の電磁雑音を測人体に対する電波ばく露評価技術

藤井 勝⺒

マホやテレビ放送などの電波が入ってシールド寸法：

スマートフォンなどの通信に使うデバイスは私たちの生活に欠かせないものとなっている。

室長

入所。NICT 入所後は、通信システム EMC に関する研究に従事。2023年から現職。
博士
（工学）
。

いてもEMC に包括して研究されています。

知られており、雷が鳴った時に AM ラジ

私たちの身の回りには、スマートフォン

オからガリガリという音が出ることを経

一 般 の 方 に は あまり馴 染 み がや無線 LAN をはじめ、電波を利用して通験されている方も多いと思います。現在

な い か も し れ ま せ ん が、EMC と は信を行う機器がたくさんあります。またそは無線通信・放送技術が発達し、ほとんElectroMagnetic Compatibility の略語でれと同時に、これらの通信機器のほかにも、

どがデジタル化されていますが、電磁雑あり、日本語では「電磁両立性」と呼ば多くの電気電子機器が存在しています。

音は今も無線通信の大敵です。電気電子

れています。様々な無線機器や電子電気

それらの機器から不要な電波（電磁雑音）

機器の内部で電流の時間的な変化が発生

機器から出ている電波が互いに干渉したが放射されていると周囲の無線通信や放すると、周囲に電磁界を作り出し電磁雑り妨害したりすることなく、多くの機器を送に干渉し、通信が切れてしまったり放送

音となります。また、電磁雑音から干渉両立させ共存して使っていけることを目指の画面にブロックノイズが表れてブラックを受ける側である無線通信機器に着目す

すところから始まった研究分野です。現在アウトしたりしてしまいます。

ると、スマートフォンのような無線通信

後藤

は、電波が人間に対して与える影響につこのような電波の干渉現象は古くから機器を1人複数台持つようになり、電波
NICT NEWS 2024 No.2

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社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術

ElectroMagnetic Compatiblity (EMC) Research that Support Diversity of Society and Availablity of Electromagnetic Wave

した電波ばく露装置の開発、電波ばく露

安全で安心できる電波利用環境の構築・維持に欠かせない電磁両立性（EMC）
技術

による皮膚表層の温度変化を測定するシステムの開発を行い、テラヘルツ帯の電波の安全な利用を牽引しています。
テラヘルツ帯におけるもう一つの重要な EMC の課題は、無線用測定器の較正技術の開発です。無線設備から電波を発射するためには無線局免許が必要であり、免許申請の際には、電力などの「正しい値」を示すことが保証された無線用測定

利用の空間密度が非常に高くなっていま

international Special des Perturbations

器を用いて電波の品質を測定し、検査をRadioelectriques

国際無線障害特別委受ける必要があります。電波法におけるこの「正しい値」は、NICT 電磁環境研究す。さらに、4K8K 動画の視聴などで大各プロジェクトによって研究内容は異量のデータ通信を行うために、これらのなりますが、電磁環境研究室の共通の目

員会、シスプル）という組織で定められ機器が使用する周波数帯は高くなり、帯的は、電気電子機器から放射される電磁ており、電磁環境研究室からもたくさん

室の標準較正グループによる較正とそれの研究者が規格の策定に参加しています。

に基づいて発行する成績書によって担保域は広くなっています。周波数が高くな

雑音や無線通信機器から放射される電波

ると、機器のわずかな位置や向きの変化

が、他の機器や人体に与える影響をどので電磁放射の状態が変わります。加えように評価すればよいかを研究し、電磁──複雑な電磁環境の中での問題解決のて、微弱な電波を出し続ける IoT（モノ波が周囲に悪影響を与えないようにする研究なのですねのインターネット）の機器が至るところための効率的かつ合理的な手段とルールに設置されるなど、電波利用環境はますを定めることです。

されます。

後藤

一方で、Beyond 5G/6G の研究開発が盛んに行われる中で、通信システムの開発サイドはまず実験試験局を設置してシE M C：通信・機器・生体間の電磁的相互影響

そのとおりです。EMC は電波をステムの評価を行うことがほとんどで

EMC には、電磁雑音の放射を意味す

使う際にどうしても避けて通れない相互す。その実験試験局免許を交付するため

スクコミュニケーションの研究を開始しま

電波干渉による誤作動は非常に危険であるエミッション（emission) と、電気電干渉や悪影響を評価し、合理的な基準をには、Beyond 5G/6G の周波数帯で較正した。これは当研究室における最新の取り、経済的損失も大きいです。無線通信

電磁環境の中で、機器同士の電磁波の干子機器が電磁雑音に耐える能力を表すイ設けることでそれを回避したり低減したされた無線用測定器が必要です。そのた組です。従来のように電波利用に対する機能を搭載し自律的に動作・移動するロ

渉を回避し、電磁雑音による誤作動を起ミュニティ（immunity）の二つの概念りするための研究分野です。そのため、

め Beyond 5G/6G の開発に先んじて、そ安全を図るだけでなく、科学的データにボットなどの EMC をどう扱っていくか

こさず、さらには電波が人体に悪い影響があります。エミッションにおいては、電波に関するあらゆる知識が必要となりの周波数帯の較正システムを完成させな

基づく事実を正しく伝えることは、中立性、ということは大きな課題と考えています。

を与えないように、安全で安心な電磁環

周囲の無線通信・放送システムに電磁干ます。電磁気学・電波工学・アンテナ工ければなりません。遅れをとれば我が国

透明性、信頼性を併せ持つ国の研究機関

最後に挙げたいのは、電波に関する、境の実現を目指して、研究開発から国内渉しないための許容値が必要です。イ

学・計測工学はもちろんのこと、電波をの Beyond 5G/6G 研究のボトルネックととしての重要な役割であると考えています。

人の意思への作用に基づいた、人への適外の規格策定への貢献までを一貫してミュニティにおいては、電気電子機器が当てる対象となるものを深く理解するたもなってしまう、電波利用の根幹を担う行っています。

誤動作を起こさない目安とするための、

めに、通信工学、化学、生理学等の知識業務であるため、電磁環境研究室では、電波の試験照射レベルを定める必要があも必要になります。そのため当研究室に研究プロジェクトと業務グループでもっります。電気電子機器が他の機器を妨害は多岐にわたる分野から研究者が集まって一丸となり、1THz までの較正システ

せず、またほかから影響を受けないようてきており、非常に幅の広い刺激に満ちムの開発に取り組んでいます。

な耐性を持たせることで、互いに共存でた研究のできる場であると言えるでしょう。

──電磁環境研究室の構成はどのようにきる電磁環境を実現することが電磁両立

また、近 年 の EMC 研 究 の 特 徴としてなっていますか。

性の基本です。

ます複雑になってきています。
電磁環境研究室は、このような複雑な■高周波への移行とともにますます重要性を増す EMC

は、サブテラヘルツ帯、テラヘルツ帯と──電波利用に関するリスクコミュニ
ケーションも重要ですね

切なインターフェースです。電波利用を■これからの EMC のテーマは「調和」
──これからの展望は
後藤

行う主体は人間であるため、先に述べた
電波のリスクコミュニケーションの研究
は、AI 技術の進化が目覚ましい社会の中にあっても、電波が人間の意識に触れ

まずトレンドとしては先に述べたるといった目に見えない領域として最後

ように、電波利用が極めて周波数の高いまで残る難解な課題だと思います。私テラヘルツ帯に向かっていることを挙げは、以前に他紙への寄稿の中で、「成熟ます。この流れには確実に対応していかした社会では、人と人との心理的調和がNICT 電磁環境研究室には、中立・公呼ばれる極めて高い周波数における評価

電磁環境研究室は4つの研究プロジェク

平な立場から、良好な電磁両立性の維持が求められるようになっていることが挙げ後藤

携帯電話等で使用する周波数が高なくてはなりません。当研究室で特に意重んじられるように、科学技術の発達しトと1つの業務グループで構成されています。

に貢献するという使命がありますので、られます。Beyond 5G/6G の規格検討がくなっていくに従い、これまで以上に電磁識していることですが、従来の EMC 研

た社会においては、モノとモノとの間の波の利用に不安を感じている方もいらっ

4つの研究プロジェクトには、身の回そのためのルール作りも行っています。

進められていますが、そこでの利用が検究のように問題が出てきてから対処する

電磁的調和が大切になってくるというこりの様々な環境における電波ばく露レベ

様々な電気電子機器の電磁雑音を測定・討されている周波数帯であるためです。

しゃいます。当研究室の「電波ばく露モのではなく、我々が最新技術動向を踏まとではないでしょうか」と書いたことがルのデータを測定し蓄積する「電波ばく評価し、無線通信・放送の保護のために

EMC 研究としてまず着目しなければら

ニタリングプロジェクト」では、様々な環

えた上で、社会からの要請を先読みして、あります。今の考えはそこからアップ

露モニタリングプロジェクト」、電磁雑必要とされる電磁雑音の許容値やその測ないのは、人体への影響を評価する技術

境で電波ばく露レベルデータを取得・蓄

先行して研究開発を進めていくことが重デートされており、今後は、モノとモノ

音の干渉評価法を研究する「通信 EMC

定法を開発し、ルールに反映させていきの開発です。生体 EMC プロジェクトで積しており、データの公開を予定していま要だと考えています。

に「人」を加えた場合の電磁的調和を目

プロジェクト」、電波測定の基盤技術やます。電気電子機器は国際的に流通するは、テラヘルツ帯における人体の電気的す。さらに、これらのデータに基づいた情

二つめは無線通信機器や電気電子機器

較正システムの研究開発を行う「較正技ものですから、そこから発生する電磁性質を模擬して電波のばく露実験対象と報の提供や相互コミュニケーションをどのの利用形態が空間的に高密度化している

術プロジェクト」、電波が生体へ与える雑音の規制のための国際標準が必要にするための人体等価ファントムや数値人ようにして行えば、実際の状況を正しく効ことです。例えば自動化されたロボットなります。国際標準は、CISPR(Comite

体モデルの開発、ジャイロトロンを使用

果的に伝えることができるか、すなわちリが働いているような工場や倉庫において、影響の評価技術を研究する「生体 EMC

2

プロジェクト」があります。

NICT NEWS 2024 No.2

指して、研究開発を推進していきます。
──本日はどうもありがとうございました。

NICT NEWS 2024 No.2

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社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術

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電波レベルモニタリング
実環境の電波を測る！

々の身の回りには電波を利用した

我 様々な機器があふれています。放送、携帯電話システム、無線 LAN 等からの電波は、電波防護指針に基づき、人体に悪影響を及ぼさない範囲で利用されています。一方で、電波は確実に身の回りに存在しながら、目に見えないために、どのような強さなのか分からないということから不安に思う方もいます。そこで、

大西 輝夫

主に日常生活における電波環境を網羅的

電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室
研究マネージャーいます。

（おおにし てるお）企業勤務後、2019年に NICT 入所。電
波ばく露レベルモニタリングに関する研究開発に従事。博士（工学）。

に明確にすることを目的に研究を行って■背景

NICT では、情報通信分野を専門とす
る我が国唯一の公的研究機関として、電得・蓄積・活用の研究を2019年度（令和元年度）に開始しました。本研究は、NICT NEWS 2024 No.2

図3 住居内・教室内の測定結果（電波防護指針との比）■測定結果（屋外・地下街）

主に日常生活における電波環境を網羅的

携帯電話基地局及び放送送信所に関すに明確にするとともに、電波利用の発展

るこれら全帯域の電界強度 [dBμV/m] のと拡大に伴うリスクの可能性についての結果を箱ひげ図に示します（図2）。また、適切な説明と対話を可能にするリスクコ

市 街（Urban）A/B、郊 外（Suburban）

ミュニケーションの在り方を示すことを

A/B、地 下 街（Shopping mall）は 過 去目的としています。本稿では、電波ばくの総務省による調査結果も比較のため

露レベルモニタリングについて紹介します。

に示しました。グラフの上に記載して■電波ばく露レベルモニタリング手法

いる数字は測定年度を示しています。
市 街 B、郊 外 A/B は 表 示 し て い ま せ ん

図4

電測車による東京都の電界強度分布

電波ばく露レベルを網羅的に把握するが、市街 A と同じ年度の測定です。都市

我々の身の回りにある電波を利用したためのモニタリングの手法については、部（Metropolitan）の電界強度の中央値

周波数帯を積算した値の最大値における内の測定結果として、電界強度マップを

機器の安全性については、総務省「生体図1に示すとおり、スポット測定及び長は他の測定結果と比べて一番高いことが各周波数帯の値と電波防護指針値の比を示します。
各測定地点での電界強度を色

電磁環境に関する研究戦略検討会」の期定点測定、小型の測定装置を個人が携わかりました。また、放送送信所周辺で積算して示します。図の1列目は住居内（オレンジ色が一番高く、次いで黄色、
緑、

2018年の報告書で、リスクコミュニケー

帯することによる携帯型測定、測定装置あっても、電界強度レベルは都市部の携の結果を箱ひげ図とバイオリンプロット

青の順）で表示しており、都心と郊外で電ションに関する研究に関して、様々な発を搭載した車（電測車）による測定等に帯電話基地局と同じようなレベルであるで表し、2列目以降は各教室の PC 使用

界強度に差があることがわかります。特生源からの電波の強さを網羅的に測定し大別できます。スポット測定は、任意のことがわかります。

授業時とそれ以外の結果を示していまに都心ではほとんどが110 dBμV/m 以上てそのデータを長期的に蓄積し、電波ば測定地点で測定することができますが、

市街 A/B、郊外 A/B についてそれぞれす。住居・教室内とも一般環境の電波防であるのに対して、郊外では110 dBμV/m

く露レベルの情報を広く共有することを広範囲な測定を行うことは人的リソース

過去と現在の測定結果を比較したとこ

護指針より低いこと、また小中学校教室

以下であることがわかります。また、人求めています。

の観点から難しいという欠点がありまろ、市街地・郊外共に、過去よりも現在

内で PC を使用している場合でも、電波口密度との関係性について考察を行ったす。長期定点測定は、場所を固定し連続の方が電界強度が有意に高いことが分か

ばく露レベルは住居内の平均値と同程度

ところ、携帯電話基地局からの電界強度

で長期の測定を行うものです。一方、電りました。過去の地下街については、当であることがわかります。

と人口密度のべき乗に比例関係があるこ測車による測定では、測定器を搭載し走時携帯電話サービスが地下街の一部で利行することで、地点ごとの時間変動測定用できなかったため電界強度が低いと考はできませんが、電波ばく露レベルの広えられます。全体としてレベルが上昇傾

電測車は、27 MHz ～ 3 GHz（低周波範囲な測定が可能となります。また、小向にはあるものの、いずれの場合も電波数用）と420 MHz ～ 6 GHz（高周波数用）

引き続き、日常生活における電波環境型測定装置を個人が携帯する手法では、防護指針に対して低い（約1/10,000以下）に対応する2つの3軸等方性プローブをを網羅的に明確にできるように研究を進

上記と異なり個人の電波ばく露量を継続ことが明らかになりました。

車の屋根のレドーム内に取り付けたもの

め、測定結果を公開していきます。一方になります（図1）。2021年度に、日本で、新しい無線技術が開発されるととも橋を中心に半径100 km 圏内を総測定距に様々な製品が我々の身近にあふれていな測定は、微小環境測定とも呼ばれてい4

携帯電話基地局及び放送送信所からの電界強度

波ばく露レベルモニタリングデータの取的に観測することが可能です。このよう

図1 モニタリング手法

図2■測定結果（住居・教室内）■測定結果（電測車）とがわかりました。

■今後の展望ます。これらの特徴を組み合わせること

図3に、住居内48宅及び教室内の測定

離約15,000 km の測定を行いました。

ます。全てを測定することは不可能です

で、データの偏りを抑え、大規模かつ詳結果について、住居内は24時間、教室

測定経路は高速道路を除く一般道路（主が、AI などの技術で補完しながら電波

細な電波ばく露レベルのデータを取得すは8時間のデータを6分間で移動平均しに国道）とし、各市区町村を網羅するよう

環境の把握を行っていく予定です。

ることができます。

た携帯電話・放送波や無線 LAN 全てのに選択しました。図4に例として東京都
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安全で持続可能な電磁環境の構築

不要電磁波の集積効果や電磁環境劣化を予測するモデルの研究開発

図3 意図しない電磁雑音から無線保護のための干渉モデル

年、第5世 代 移 動 通 信 シ ス テ ム

近 （5G）に代表される高度化された

無線通信サービスが開始される一方で、電気電子機器から生じる不要電磁波の様相も変化しつつあります。特に、IoT（Internet of Thing）機 器 や 省 エ ネ 機 器の広がりにより機器の同時利用が増加

し、電磁雑音レベルの上昇が予測されます。これらの電磁雑音の測定・評価に関呉 奕鋒する経験的な検討は多いものの、その原

電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室主任研究員

ません。私たちは、電気電子機器と無線

大学院博士後期課程修了後、2007年、
NICT に入所。通信システム EMC に関する研究に従事。博士（工学）。

でいます。

（Ifong Wu）

波の増加による電波環境の劣化」という視点からの考察はやや欠如していると言込まれる省エネ機器（例えば、LED 照明

は、LED 照明の数に必ずしも比例しない

わざるを得ません。不要電磁波による電など）によって引き起こされる不要電磁ことが確認されました。これは、LED 照

磁環境の劣化に対処するには、大気や水波の発生メカニズムやその特性につい明の配置が線路上を流れる雑音電流の分質の汚染、温暖化などの他の環境問題とて、複数の雑音源が隣接する際の影響も布を変え、線路上での雑音電流の共振が同様に、個々の排出規制がグローバルな含め、理論と実測を通じて明らかにして複雑になるためと考えられます。

環境に対してどの程度の影響を及ぼすかきました（小規模な集積モデル）。また、の予測が必須ですが、有効な知見はほと近郊住宅環境などを想定して多数の雑音

んどないのが現状です。

源が分布する状況における電磁環境の劣によって、あらゆる機器がインターネットにつながるスマートコミュニティが実現しつつありますが、その構成要素である

化量を、無線通信環境の背景雑音増加と

CISPR では、電磁雑音の発生源に対し電気電子機器から電磁雑音が発生する

磁波の許容値は単体の製品が近隣の無線して統計的手法を用いて明らかにしてきて、一定距離（＝保護距離）において無と、スマートコミュニティ自体の通信機

受信機に影響を与えないように設定されました（大規模な集積モデル）。本稿で線通信の通信品質を保護するために必要能に障害を起こす可能性があります。

ています。しかし、この許容基準は、雑は、5G などの無線通信の保護を目的とな許容値を定めています。現実の環境でNICT では、適切な電磁環境の構築と維音源数の増加によって社会全体の電磁環した、個々の電気電子機器から発生するは、図3に示すように、被干渉受信機が持を目指し、将来の通信技術の発展と社境の劣化がどれほどに進み、電波利用シ不要電磁波の評価方法を開発するために、受信する電磁雑音の強度は必ずしも最大会の要請に応えるために、電磁雑音の発ステムとしての社会インフラにどのよう

電波反射箱 を用いた小規模な電磁雑音源

ではなく、電磁雑音の放射指向性、電磁生メカニズムの解析や評価技術の研究開な影響を与えるかを考慮したものではあの放射特性に焦点を当て、更に大規模な雑音源までの距離、伝搬損失、伝搬路上発を進めています。また、これらの問題

りません。そこで NICT では、通信シス

電磁雑音源を考慮した電磁雑音許容値設定の障害物や建物の影響など、多くのランを未然に防止するための技術開発にも急激な拡大を続けるサイバー空間の持テムや電気電子システムの拡大と高度モデルの構築についてご紹介します。

ダムなパラメータに依存します。CISPR取り組んでいます。特に、5G の普及や続的な発展性は、スマートフォンなどの化が進む中で、安全で持続可能な電磁環

では統計的手法を用いた許容値設定モデ

Beyond 5G（次世代無線通信システム）

通信に使用される電波資源に大きく依存境の構築を目指し、個々の不要電磁波のルを開発していますが、現行のモデルでの研究開発の進展に伴い、多数の電気電しています。これまで電波資源の高効率放射について、巨視的規模における集積は電磁雑音源と被干渉受信機の1対1の子機器（電磁雑音源）と無線通信端末が利用を目指した通信方式やデバイスの開効果や電磁環境への影響を予測するモデ

国際無線障害特別委員会（CISPR）に干渉を想定しており、図3に示すような混在する状況において、電磁干渉を未然発が盛んに行われてきました。その一方

ルの構築といった研究開発を行っていまよる規格では、製品単体に対して不要電多数の雑音源による電磁雑音の集積効果に防止するための電磁雑音評価技術の検で、「電気電子機器から生ずる不要電磁す。これまで、一般家庭で広く普及が見磁波の波源となる放射電磁雑音の許容値は考慮されていません。NICT では、電討にも取り組んでいきます。

が設定されています。しかしながら、複磁雑音源の増加が無線通信の保護に対す数の不要電磁波の波源が混在する電磁環

る許容値設定に与える影響を、2次元モ

境下における放射電磁雑音の評価はほとデルを構築して評価を行いましたので紹んど行われていません。本稿では、電磁介します。図4は、高密度に分布する広雑音源として LED 照明を使用し、図1に帯域電磁雑音源を想定した一般性を持っ示すように複数の LED 照明を同一電源たモデルに基づく最強波源及び全波源に線に接続した場合における電磁雑音の評

よる雑音電力の確率分布を示していま

価に焦点を当て、電波反射箱を用いた結す。構築したモデルを用いた電磁雑音強果を紹介します。電波反射箱測定では、度の推定に基づく、許容値の設定が可能

電波暗室と異なり、放射される電磁雑音であります。

因や物理メカニズムの解明には至ってい
通信の共存を目指し、その合理的条件を明らかにするための研究開発に取り組ん＊■電波反射箱を用いた複数の電磁雑音源の特性評価

電力の総和を全方向にわたって一度に測図1 電波反射箱を用いた複数の電磁雑音の測定概略図

NICT NEWS 2024 No.2

無線保護のための許容値設定モデル

Machine）といった最新の情報通信技術

現在、電気電子機器から生ずる不要電■背景

6■多数の電磁雑音源による

図4 電 磁雑音源分布半径が100m、保護距離が1m、伝搬係数が1の場合における電磁雑音受信電力の確率分布の例。
干渉モデルは電磁雑音源の指向性（雑音となる
電波が強く放射される方向のパターン）が考慮されているため、必ずしも受信機に最も近い電磁雑音源が最強電磁雑音源（最も受信機に雑音を放射する電磁雑音源）となるわけではありま
せん。

図2 L
 ED照明の数を変化させた場合における全方位放射電力の測定結果

定できます。図2に示すように、LED 照明からの全放射電力の周波数スペクトル■今後の展望近 年 で は、IoT や M2M（Machine to

用語説明＊電波反射箱：電波反射箱は図1に示すように金属壁で覆われた部屋の天井や壁に電波を散乱する回転板（撹拌機）が取り付けられた実験施設になります。金属製の箱の内部に導電性の表面を持つ素材を配置することで、外部からの電磁波を遮蔽し、電気電子機
器内部で発する電磁波を反射させることで、機器の電磁波を測定することができます。また、電気電子機器から発する電磁雑音（エミッション）の測定にも使われます。

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FEATURE

社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術

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人体に対する電波ばく露評価技術

年、電波利用の急速な発展に伴っ

近 て、電波を発射する機器が私たちの身近なところで利用される機会が多くなってきています。その一方、それらのさら電波に人体が曝されることによる健康への影響についての関心が非常に高まっています。私たちは無線通信技術の高度化に対応した安全・安心な電波利用環境を長岡 智明（ながおか ともあき）電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室
研究マネージャー
大 学 院 修 了 後、2004年 NICT 入 所。
生 体電磁環境に関する研究に従事。
博士（医科学）。

8

NICT NEWS 2024 No.2

構築するため、電波を利用している時に人体のどの部位にどの程度の電波が吸収されるのかを測定や数値シミュレーショ
ンによって明らかにするばく露評価（ド シメトリ）技術の研究開発を行ってきています。

図1

国際標準小児数値人体モデル

図3

同軸センサを用いた生体電気定数測定

図2

成長・発育モデル

模擬した計算モデルを用いた数値シミュ
レーションが有効です。私たちは人体に対する電波ばく露量を高精度に推定するために必要不可欠な人体の解剖学的な構造を有した数値人体モデルや、その数値
人体モデルを用いた電磁界数値シミュ
レーションに必要な生体組織の電気定数測定の研究開発を進めています。また、
ここでは触れませんがスマートフォン等の実際に使用している無線通信端末が電波防護のガイドラインに適合していることを確認するための適合性確認方法につ

図4

皮膚（真皮）の電気定数の測定結果

いても研究を行っています。

■解剖学的構造を有した値に合致した世界初の国際標準小児数値

実験動物や家畜等の組織が人体組織の代ミリ波帯を含む１MHz から100 GHz ま

人体モデル（1歳児、5歳児、10歳児）

替として、電気測定に用いられていま

で、58種類の生体組織の電気定数を測2000年以降、医療診断技術の進歩や、を開発し、これらの国際標準小児数値人す。従来、1996年に英国の研究グルー

定（図４）し、それらの測定データに基

電波利用技術の急速な進展・発展に伴

計算機性能が向上したことにより、人体体モデルを用いた電波ばく露評価の成果

プが発表した生体組織の電気定数データづいた大規模な電気定数データベースを

い、電波は様々な分野で利用されておを忠実に模擬した高精細数値人体モデル

は2020年に発行された国際ガイドライ

ベースが、数値人体モデルを用いたばく

構 築 し、広 く 公 開（https://www2.nict.

り、広く社会生活に浸透する等、今後まを用いた電磁界シミュレーションによりンの根拠として引用されています。また、

露評価の研究に利用されており、この

go.jp/cgi-bin/202303080003/public_

すます電波利用が拡大していくことが予人体に対する電波ばく露量を精密に推定

従来の数値人体モデルの開発方法とは異データベースでは20 GHz まで、約40種

html/index.py）しています。

想されています。その一方でこれらの多することが可能になってきました。私たなるアプローチによって、図2に示す人

類の生体組織の測定データで構成されて様化した電波発生源から放射される電波

ちは、これまでに日本人の平均体型に合体の成長と発育を模擬した数値人体モデいます。第5世代移動通信システム（５G）の健康影響についての関心も高まってい致した人体の医療画像に基づいた数値人

ルや個人の体形や内部組織構造に合致しで利用されている20 GHz 超の周波数に

現在、普及が進む5G ではミリ波帯のます。電波の生体影響は周波数によって体モデル（成人男女、妊娠女性、小児等）

たテーラーメイド数値人体モデルの構築

対する測定データは、このデータベース

電波が利用されており、今後は、更に異なり、おおむね100 kHz を境に低周波を開発し、これらのモデルを用いた数値技術の開発に取り組んできており、一部には含まれていません。生体組織は水分高い周波数帯の利用が予定されていま側では刺激作用が、高周波側では電波がシミュレーションにより、人体への好まの数値人体モデルデータは非営利の研究を多く含むため、材料計測分野で扱われす。さらに、次世代の移動通信システム

体内に吸収されることによる熱作用が支しくない健康影響を防護するため、国際目的では無償で、営利目的の研究では有るアンテナ基盤等の材料と比較して、損（Beyond 5G/6G）で は テ ラ ヘ ル ツ 帯 の配的であることが知られています。電波

非電離放射線防護委員会（ICNIRP）が償で提供しています（https://emc.nict.

失の高く（導電率の大きい）、また、皮膚、利用も想定されています。周波数が高くの安全性を考えるとき、電波に曝された

策定しているガイドラインの防護レベル

go.jp/bio/data/index.html）。

筋肉、脳など、ほとんどの生体組織はや

なると電波の吸収は人体表面に集中する

人体のどこにどれだけの電波が吸収されが妥当であることを明らかにしてきまし

わらかい材質であり、正確な整形が困難ことから、今後、人体の表面に存在するるのかを測定または計算によって正確にた。近年は、電波ばく露評価の研究に用なことから、アンテナから均一な電磁界

皮膚や眼球を超高精細かつ忠実に表現し評価することが重要です。私たちは人体いられてきた小児の数値人体モデルの多人体は誘電体と考えられており、そのを試料へ入射し、反射波または透過波をた組織モデルの開発や、これらの組織の内部での電波の吸収量を正確に評価す

くが成人の数値人体モデルを簡易的に縮電気定数は組織や臓器、さらに周波数に検出し、試料の電気定数を推定する方法

電気定数を測定し、この周波数帯での電る、ばく露評価の研究を行っています。

小したモデルや小児の標準的な体形や内よって変化することが知られています。

である自由空間法や、高周波計測で使用

波ばく露特性を高精度に評価する技術等

特に、倫理的な制約等から人体内部の電部組織構造が正確にモデル化されていな

人体の組織を利用した電気定数測定は、される同軸線路を利用した生体組織の測の研究開発を進めることで、引き続き国

波ばく露量を実験的な方法によって評価い等の問題があったことから、図1に示

倫理的な観点から現実的ではないことか定において主流な同軸センサ（図３）を内外の安全・安心な電波利用環境の維持することが困難であることから、人体をす体形及び解剖学的構造が国際的な標準

ら、人体と類似した構造を持つ哺乳類の用いた測定方法等を利用して、私たちはに貢献できると考えています。

■背景

数値人体モデル■生体組織の電気定数■今後の展望NICT NEWS 2024 No.2

9

FEATURE

社会の多様化と電波利用の高度化を支える電磁環境技術

ElectroMagnetic Compatiblity (EMC) Research that Support Diversity of Society and Availablity of Electromagnetic Wave

ミリ波・テラヘルツ帯の電波計測技術
Beyond 5G の実現に向けて

図2

電波散乱シート（試作品）と利⽤シーンの例（物流センター）

図1 ミリ波・テラヘルツ波の反射と散乱

磁環境に関する研究開発には、電電 波を正しく測定する技術が不可⽋です。たとえば、電気・電⼦機器から漏れる電磁雑音の強さやスマートフォンから発射される電波の強さについて「これより強くしないこと」と基準を定めても、電波の強さを正しく測定できなければ、基準が守られているかどうか確かめるこ

藤井 勝巳（ふじい かつみ）とができません。また、スマートフォンに限らず、テレビ放送や防災無線など、電波を発射する無線局は、無線機から発電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室
研究マネージャー

射する電波の強さや周波数を正しく測定

⼤学院修了後、東北⼤学電気通信研究
所 助 ⼿ を 経 て、2006 年 NICT ⼊ 所。
⾼周波電⼒計やアンテナ等、無線⽤測定器の較正及び環境電磁工学に関する研究開発に従事。博⼠（⼯学）。

る技術、測定器やアンテナを較正する技

し、他の無線通信を妨害しないことが必要です。私たちは、電波を正しく測定す
術、それらに関連する技術について研究開発を⾏っています。

■ Beyond 5G の実現とミリ波・テラヘルツ帯の電波利⽤を飛ばすか、あるいは、特定の方向からしか飛んでこない電波をどうやって受信できるようにするかといった技術が、研究テーマの⼀つとなっています。
そこで、私たちは、電波の伝わり⽅を（a）アンテナ較正法
図3（b）電波暗室性能評価法

18 GHz 〜40 GHz ⽤アンテナの較正法と電波暗室性能評価法の開発

図4

広帯域光伝送線路の開発

制御する技術の研究を開始し、ローカル
5G のために割り当てられている28 GHz

利⽤されるとき、周囲で様々な機器から居室で実験するために帯で使⽤することができる「電波散乱

発⽣してしまう電磁雑音が、通信を妨げは、無線機の性能を測シート」を開発しました。直進性の強いないようにすることが⼤切であり、電磁定し、総務⼤⾂の免許

ミリ波・テラヘルツ帯の電波は、電波が雑音の強さを正しく測定し、影響を評価を受けなければなりま

通る線上から外れた領域には電波が届かすることが必要です。しかしながら、通せん。Beyond 5G を実ず、通信できない領域が存在してしまい

信のための強い電波と異なり、意図せず現するための研究開発

ますが、開発した電波散乱シートを壁やに発⽣してしまう電磁雑音のような弱いを推進するにあたり、天井に貼ると、電波散乱シートに当たっ電波を正しく測定することは、容易では

令和4年、世界に先駆た電波が、様々な⽅向へ散って飛んでいありません。

けて110 GHz〜1.1 THz

くため、通信できない領域を減らすこと

現在、CISPR（国際無線障害特別委員の電波を使⽤する無線ができ、通信が途切れない環境を⼿に入会）では、18〜40 GHz において、電気局（特定実験試験局）

れることができます。この技術は、例え電⼦機器から発⽣する電磁雑音の強さをの免許申請の方法が定ば、物流センターや⼯場において、常に測定する⽅法について国際規格の策定にめられました。屋外や

図5

測定器の補正値の提供サービスのための研究開発

2030 年頃の実現が⾒込まれている次移動し続けている AMR（⾃律⾛⾏搬送向けた検討を⾏っています。どの国のど室内で様々な実験がでロボット）や AGV（⾃動搬送⾞）にデーの試験場で電磁雑音を測定しても同じ結きるように免許を受けるには、NICT まに意図的に発射する電波であっても、意の移動体通信網（5G）の通信機能の更タを送り続ける、病院の廊下から各病室果が得られるためには、測定器、アンテ

たは測定器メーカーが補正値を確認した

図せずに発⽣してしまう電磁雑音であっなる⾼度化を⽬指しており、5G をしのに向けて電波を送って電⼦カルテが入っ

ナ、試験場（電波暗室）、測定者の能力測定器を使って、無線機から発射する電ても、アンテナで受信してケーブル類をぐ超⾼速かつ⼤容量な通信を実現するたているパソコンとの通信が途切れないよが⼀定の条件を満たすことが必要です。

波の強さや周波数を測定し、その結果を介して測定器を使って電気信号として計めに、ミリ波・テラヘルツ帯と呼ばれる、

うにする、会議室で⼈が影になって通信

私たちは、アンテナの較正⽅法、電波暗添えて申請することになりました。私た測しますが、測定場、測定⽅法、そしてこれまでよりも高い周波数帯の利⽤が検が途切れるのを防ぐなど、様々なシーン

室の性能を評価する⽅法について研究をちは、この補正値の決定⽅法の研究開発

測定者の能力も、電波を正しく測定する

討されています。私たちは、このミリ波・での活⽤が考えられます。今回、開発し行い、得られた成果を CISPR 会議の場でと、決定した補正値を免許申請する方々ために必要です。私たちは、これからも、

テラヘルツ帯の電波に関する研究開発をた電波散乱シートはメタマテリアル構造報告して、国際標準化を推進しています。

や測定器メーカーに対して提供する⽅法

電波を正しく測定する電磁波計測技術の推進しています。

を採⽤しており、厚さ0.8 mm と薄く、また、現在、光ファイバーを使って、について研究開発を行っています。令和

研究開発を通じて、Beyond 5G に代表さ軽量で、電源不要です。壁や天井に貼るアンテナで受信した電磁雑音の波形を乱

6年度には500 GHz まで、令和7年度にはれる新しい通信システムの研究開発や、だけで、ただちに動作するため、⼿軽に利さずに測定器まで伝送する技術に関する750 GHz まで、令和8年度には1.1 THz

電磁環境を守るための研究開発、無線免

光のように直進しようとする性質が強⽤できます。現在、製品化に向けた改良を研究開発も⾏っています。

まで補正値を提供できるよう準備を進め許のために必要な基準値を提供する較正

いミリ波・テラヘルツ帯の電波は、従来行うとともに、実証実験を重ねています。

ています。

サービスのための研究開発を進めて参りの周囲に広がったり回り込んでしまった
りする電波を吸収する技術や、たくさんの⽅向から飛んできた電波の中から必要
NICT NEWS 2024 No.2

正反対で、様々な⽅向へどうやって電波

世代移動通信網（Beyond 5G）は、現在■ミリ波・テラヘルツ波を操る技術

10

な情報を取り出す信号処理技術などとは■電磁雑音を計測する技術
ミリ波・テラヘルツ帯における通信が■特定実験試験局制度におけるテラヘ

ルツ帯における特例制度への対応

研究開発された無線機を使って屋外や■電波を使い続けていくためにます。

電波は⽬に⾒えないため、通信のため
NICT NEWS 2024 No.2

11

File 28
電波暗室探訪温度で明るさの変わる蛍光プローブを利用した
擬似生体組織の高精度な温度分布測定

藤井 勝巳

取材協力：電磁環境研究室 研究マネージャー

磁環境研究において、重要な役割を果たす施設、電波暗電 室を訪問し、これまでに数多くの実験を実施してきた藤井研究マネージャーにお話を伺った。

●経歴
1987年 青森県にて誕生
2015年	東北大学大学院農学研究科
博士後期課程 修了
2018年 理化学研究所 入所
2021年 NICT 入所

実験対象のアンテナ
図1 大型電波暗室内部の様子●電波暗室は無線機器のテストコース？

Q：電波暗室とはどのような施設でしょうか？

●受賞歴等
2023年	ICETC2023：Best Paper
Award
2017年	テ ラ ヘ ル ツ 科 学 の 最 先 端
IV：最優秀若手研究者賞

そして、何に使われるのでしょうか？

A：電波暗室は、部屋の外側を大きな金属の箱で覆うことで外部からの電磁波の侵入を防ぎ、さらに室内に電磁波を吸収する
素材を床天井上下左右6面に貼り詰めることで内部での電磁波の反射を防ぎ、狙った電波だけを測定することができるように

図2

実験対象のスパイラルアンテナ

山崎 祥他

電波暗室があります。
電波暗室は、無線機器の性能や特性を測定する施設で、自動車設計におけるテストコースに例えることができます。新しい

A 最先端の研究に取り組むことで「世界で初めて」の発見や技術開発ができることです。

Q 研究者志望の学生さんにひとこと
A 研究者を続けていると、専門分野が変わることもあり
ますが、別分野の知識ほど役立つことも多く、経験が無駄になることはないです。

Q 休日の過ごし方は？
で遊んでいる時に新しい研究アイデアが生まれることがよくあります。

電磁波研究所電磁波標準研究センター
電磁環境研究室
有期研究員
博士（農学）NICT には、対象とする電磁波の周波数に合わせて、複数のQ 研究者になってよかったことは？

A バイクでキャンプや釣りに行くことが趣味です。自然の中（やまざき しょうた）

した施設です（図1）。

一問一答

自動車を設計、製造する際には試作車をいきなり公道で走らせたりはしません。まずは、ほかの車や人に影響のないテストコー
スを走らせて、設計通りの性能が実現できているか？法規制通

実験の様子

次

世 代 無 線 通 信 Beyond 5G で は、実験的な電波ばく露評価には人体の電

電波と光の中間領域に位置するテ気的特性を模倣した水や寒天などを材料を高精度に評価することが可能になりまりの安全性が満たされているか？などを確認し、監督官庁の型

ダーなどに広く使われるようになると考えています。従来の直式認証を受けて初めて、実際の製造や公道走行ができます。同線偏波アンテナですと、特定の条件下で対象に当たった電波がラヘルツ波の利用が想定されています。

とする生体等価ファントムと呼ばれる擬

今後は、空間分解能を含む温度測定精

じようにスマートフォンやアンテナなどの無線機器も、設計通反射しなくなる場合があり、レーダー不検知で最悪、衝突の可

このテラヘルツ波は私たちの体の表面で似生体組織が一般的に使用されます。こ度の更なる向上に取り組むとともに、テりの性能や、ほかの無線機器や人体への影響など安全性が満た能性が生じるのに対して、円偏波アンテナから発射した電波で強く吸収される性質がありますが、これれまで、その材料として温度感受性の蛍

ラヘルツ波に対する生体の吸収や反射なされているのかを検査し、総務省の技術基準適合証明等を受けは、そうした危険がなくせるためです。

まで生体の吸収や反射特性に関する研究

光プローブを使用し、共焦点レーザー顕どの応答特性についても研究を進めるこや人体に対する電波ばく露評価はほとん

微鏡により蛍光強度を取得することで、とで、電波の人体に対する安全性の指標ど行われていません。

内部の温度を空間分解能20μm で3次元となる電波防護指針が策定されていな

テラヘルツ波は体の表面から深さに可視化することに成功しており、テラい、0.3 THz 以上の電波ばく露特性の解

ヘルツ波の吸収が起きる表層の温度変化明へ貢献したいと考えています。

初めて市販されます。つまり、電波暗室は無線機器の設計・製造・販売にとってはなくてはならない施設です。

Q：電波暗室での実験はどれくらいの時間がかかりますか？

電磁環境研究室では、こうした意図的に発射する電波の測定

A：一つの実験に掛かる期間はおおむね1週間です。電磁環境とは異なる、意図せずに発射されてしまう電磁雑音（たとえば、研究室以外の NICT 内の研究室への貸出しも、1週間単位で行っ

数百μm のごく浅い領域でほぼ全ての電パソコンからわずかに漏れる電磁波）の測定方法を研究していています。実験で一番重要なのが、測定する無線機やアンテナ

磁波エネルギーが吸収され、温度上昇をます。その結果を CISPR（国際無線障害特別委員会）という国の位置決めで、これは測定する周波数が高くなるほど高い精度引き起こすことが知られています。その際機関等に提案したりしています。測定方法が国際規格としてが要求されます。

ため、テラヘルツ波の電波ばく露評価で決められることで、世界中どこでも同じ測定結果が得られるようになり、無線機器の国際的な取引が促進されることになります。これは、NICT の公的機関ならではの役割だと言えます。

Q：今後の電波暗室の役割はどんなものでしょうか？

A：より高速・大容量の通信を可能とするため、更に高周波数ることが重要になります。しかし従来の方法では、体表面の微小な温度変化を高精度に測定することは困難でした。そこ

5G で利用される予定のテラヘルツ波用の電波暗室を新たに開で私は、分子サイズの蛍光を発し、その設しました。私たちの暮らしを豊かにしてくれる無線機器、電明るさが温度で変わる蛍光プローブにン テ ナ の 特 性 を 測 定 し ま す（図2）。円 偏 波 ア ン テ ナ は、現子電気機器の開発において、電波暗室の役割は今後も極めて重着目し、この蛍光プローブを使用した

在 BS・CS 放 送 の 送 受 信 用 に 使 わ れ て い ま す が、将 来 は IoT要だと考えます。

数十μm 領域の温度分布を高精度に評価

A：今 回 は、こ ち ら の ス パ イ ラ ル ア ン テ ナ と い う 円 偏 波 ア

機 器 や 自 動 車・ロ ボ ッ ト な ど の 自 動 運 転 用 の ミ リ 波 レ ー
NICT NEWS 2024 No.2

した。

は組織表層の温度変化を高い精度で捉えの無線機器が必要とされます。NICT では、2023年、Beyond

Q：今回はどのような実験をされますか？

12

図3する技術について研究開発を行っています。

図 度感受性の蛍光プローブを材料とする生体等価ファントムをサーモプレートで加温し、温
その内部温度を測定した例

NICT NEWS 2024 No.2

13

3月1日

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■お問い合わせ

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2024年〒184-8795 東京都小金井市貫井北町4-2-1
TEL: 042-327-5392 FAX: 042-327-7587

研究機関です。研究者と総合職が一体となって、高いパ編集発行：国立研究開発法人情報通信研究機構 広報部

NICTは、情報通信分野を専門とする我が国唯一の公的

発行日：令和 6 年（2024年）3月（隔月刊）

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