質問: 超音波と電波の干渉について 当方、物理の初心者なのでご容赦願います。 超音波センサ(周波数300khz)を搭載する機器を運転していたところ、距離が変化しても出力が変化しないという誤動作が発生しました。周囲環境を調べたところ、この誤動作が起きるエリアについて同周波数域の電波が発生している事がわかりました。 これは、同周波数帯の音波と電磁波が干渉しているために、受信側の超音波センサがうまく動作していないということがわかりました。 ここで質問なのですが、この場合どのような原理で電磁波が音波と干渉しているのでしょうか?どちらもヘルツを単位とするとしても、音波は、縦波の空気の振動ですし、電磁波は磁界と電界による波だと考えています。したがって、同周波数帯であっても、干渉して影響がでるということが理解できません。 付属の質問として、仮に干渉する物だとする場合、周波数帯をずらせば問題なく動作するでしょうか? よろしくお願い致します。
回答: >この誤動作が起きるエリアについて同周波数域の電波が発生している事がわかりました。 大変失礼とは存じますが、どのような方法で300khz前後の電磁波(電波)の発生を検証なさったのでしょうか? 超音波は、空気の密度の粗密波であり、電磁波は、電界と磁界の相互作用でエネルギーが伝搬する現象であって、全く異なる物理現象であり、相互干渉は原理的におきません。 とはいっても、300khz前後の電圧が回路に印加されたり、電流が流れたりすれば、電気的又は磁気的な吸引・反発力が発生して、音波が発生する可能性はあります。音波が発生すれば、干渉する可能性はあります。 この場合、電磁気的な力によって振動が発生する可能性がある部分を、振動しないように強固に固定するか、音波を放射しないようにケースで覆うなどの対策が効くと思います。 >周波数帯をずらせば問題なく動作するでしょうか 超音波を使うセンサの周波数特性次第のように思います。超音波センサの周波数特性が、300khz近傍だけの狭帯域特性であり、300khzから離れた周波数では感度が大きく低下するのであれば、電磁波発生源の周波数をずらせば干渉を低減できると思います。超音波センサの周波数特性が、広帯域であれば、電磁波発生源の周波数をずらすことによる改善は難しいでしょう。 定性的な答えしかできないことをご勘弁ください。