JP2002107398A - アンテナ結合状態計測装置及び電波暗室使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波暗室を用いてオープンサイトと比肩しう
る静寂な電磁波環境を得る。 【解決手段】 送信アンテナ１２と受信アンテナ１４の
間の床面１０ｃに電波吸収体１０ｄを配置する。好まし
くは受信アンテナ１４をクワイエットゾーンにおく。好
ましくは送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４を床面
１０ｃの対角線の直上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナ間
の結合状態を計測するアンテナ結合状態計測装置及び電
波暗室使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＥＭＩ(Electromagnetic Int
erference)測定用アンテナのアンテナ係数の校正は、Ａ
ＮＳＩ（米国規格協会）規格Ｃ６３．４−１９９２に則
り、オープンサイトにて行われていた。オープンサイト
とは、周囲に電磁波源のない場所例えば人里離れた山間
部に設けられた野外サイトであり、アンテナ係数の校正
に際しては、この野外サイトに信号発生器、送信アンテ
ナ、受信アンテナ及び計測器を準備する。更に、信号発
生器により発生させた信号を送信アンテナから受信アン
テナへと伝搬させ、受信アンテナの受信出力をスペクト
ラムアナライザ等の計測器により計測・解析する。そし
て、この計測・解析の結果に基づき、ＥＭＩ測定用アン
テナである受信アンテナのアンテナ係数の校正を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここに、ＥＭＩ測定用
アンテナが製造、使用されるのは電磁波による妨害が発
生しやすい環境であり、その種の環境は一般に都市、住
宅密集地、工業地域等にある。これに対して、ＥＭＩ測
定用アンテナのアンテナ係数の構成は人里離れた山間部
で行う必要がある。従って、従来は、ＥＭＩ測定用のア
ンテナのアンテナ係数の校正を行うために、いちいち都
市部等から山間部等へとでかける必要があり、面倒であ
った。また、野外サイトであるため、天候が変化すると
電磁波環境が変化し計測条件が変化する。即ち、天候等
により実施が制約されるという問題もあった。

【０００４】他方、従来から、外部と電磁遮蔽され内壁
面に電波吸収体が設けられた密室が、電波暗室と称し
て、電磁波に関連した各種の試験・計測等に、用いられ
ている。例えば、パーソナルコンピュータ等の機器から
放射される電磁波の計測に際しては、計測対象となる機
器と、その機器から放射される電磁波を受信するための
受信アンテナとを、電波暗室内に設置し、受信アンテナ
の受信出力を計測・解析等する。電波暗室は、都市等に
も設けることができるため、ＥＭＩ測定用のアンテナの
アンテナ係数の校正を電波暗室を利用して実施できれ
ば、いちいち人里離れた山間部まででかけなくてもよく
なり、労力、コスト等の面で好都合である。また、電波
暗室の内部は野外サイトに比べ天候等の影響を受けにく
い。

【０００５】しかしながら、従来から不要放射計測等に
使用されている電波暗室は、その内外を電磁遮蔽できる
構造を有しておりまたその内部に電波吸収体を備えては
いるものの、オープンサイトに比肩し得る程静寂な電磁
波環境は提供できない。即ち、電波暗室内に送信及び受
信アンテナを設置し、送信アンテナから電磁波を送信す
ると、電波吸収体が設けられていない床面による反射
や、これに比べわずかではあるが内壁面及び天井の電波
吸収体からの反射が生じる。これらの反射があること
は、不要な電磁波源が周囲に存在することと等価である
から、従来の電波暗室ではＥＭＩ測定用アンテナのアン
テナ係数校正を信頼性・精度よく実施することはできな
かった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、電波暗室内の装置
配置や電波暗室の使用形態を工夫することにより、ＥＭ
Ｉ測定用アンテナ係数校正に係る計測等、従来はオープ
ンサイトにて行われていた計測を、電波暗室を用いて実
施できるようにすることを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係るアンテナ結合状態計測装置は、
（１）送信アンテナと受信アンテナとの間を電磁波によ
り結合させその結合状態に関し計測を行う計測システム
を備えるアンテナ結合状態計測装置において、（２）上
記送信及び受信アンテナが、その外部とは電磁遮蔽され
ている密室内に設置され、（３）上記密室が、上記密室
の側壁面、天井及び床面による電磁波の反射が上記受信
アンテナに及ぼす影響を抑圧する反射伝搬抑制手段を備
えることを特徴とする。また、本発明に係る電波暗室使
用方法は、（１）外部と電磁遮蔽され内面に電波吸収体
が配置された電波暗室を用い、アンテナの結合状態に関
する計測を行うため、（２）電波暗室内にてオープンサ
イトの環境が模擬的に形成されるよう、電波暗室内にお
けるアンテナの配置若しくは偏波面又は電波吸収体の位
置を、設定したことを特徴とする。

【０００８】このように、本発明に係るアンテナ結合状
態計測装置においては、外部と電磁遮蔽された密室の側
壁面や天井だけでなく、床面による反射についても、そ
の反射が受信アンテナに及ぼす影響を抑圧している。従
って、送信アンテナから送信される電磁波の反射が不要
な電磁波源として作用してしまう状況が、従来の電波暗
室より生じにくい。また、本発明に係る電波暗室使用方
法においては、電波暗室内におけるアンテナの配置若し
くは偏波面又は電波吸収体の位置を設定することによっ
て、電波暗室内にオープンサイトの環境を模擬的に形成
している。ここでいうオープンサイトとは、周囲に不要
な電磁波源が存在しない隔離された電磁波環境をいい、
その模擬的な形成とは、人里離れた山間部に設ける等の
手段で直接的に隔離を実現することではなく、床面によ
る反射を抑圧する等の手段で実質的に隔離を実現するこ
とである。即ち、本発明に係る電波暗室使用方法におい
ては、送信アンテナから送信される電磁波の反射が不要
な電磁波源として作用してしまう状況が生じにくい。

【０００９】従って、本発明によれば、オープンサイト
と同一の又はこれに十分近い電磁波環境が、電波暗室
等、都市近郊の建物の１フロア内に設けることが可能な
設備によって、実現されるため、ＥＭＩ測定用アンテナ
のアンテナ係数の校正等を、さほど手間・時間・コスト
をかけずに、また天候等の影響を受けずに実施できる。

【００１０】更に、反射伝搬抑制手段は、電波吸収体の
配置の工夫、アンテナ配置の工夫、アンテナの偏波面の
工夫等により、簡便に実現できる。例えば、密室（電波
暗室）の側壁面及び天井の全体並びに床面の少なくとも
一部に、入射する電磁波を吸収する電波吸収体を設置す
ることとし、床面の電波吸収体については、送信アンテ
ナから送信され受信アンテナにより受信される電磁波の
うち床面による一次反射波が抑圧されるよう、少なくと
も、床面のうち送信アンテナの設置位置直下と受信アン
テナの設置位置直下との間に存する部位に設置する。こ
のような反射伝搬抑制手段は、密室（電波暗室）内にお
けるアンテナ位置の精密設定が不要であるため、実施が
容易である。また、アンテナ位置の工夫により反射伝搬
抑制手段を実現する方法としては、第１に、送信アンテ
ナからの直接波に対する密室（電波暗室）の内面による
反射波の強度比が最も小さくなる空間領域であるクワイ
エットゾーンに、受信アンテナを設置するという方法が
ある。第２に、密室（電波暗室）の内面の互いに異なる
部位による反射波同士が受信アンテナの設置位置にて強
調し合わないよう、送信及び受信アンテナの位置を設定
するという方法がある。後者に関しては、代わりに又は
併せて、送信及び受信アンテナの偏波面を設定するとい
う方法を用いるようにしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の基本的な着想に関
し具体例を以て説明した上で、本発明の好適な実施形態
に関し図面に基づき説明する。

【００１２】まず、本発明の基本的な着想の一つは、従
来オープンサイトにて行われていたＥＭＩ測定用アンテ
ナのアンテナ係数校正等を、都市近郊等にも設けること
ができ気候にも影響されにくい電波暗室を利用して行え
るようにする、という点にある。仮に、ＥＭＩ測定用ア
ンテナのアンテナ係数校正を行うシステムを、従来他の
用途に用いられていた電波暗室を単純に利用することに
よって実現するとすれば、図１に示される如き装置配置
となろう。

【００１３】図１中、１０は電波暗室であり、その側壁
面１０ａ、天井１０ｂ及び床面１０ｃは、外部に対する
電磁遮蔽のため、通常は金属等にて形成されている。電
波暗室１０の側壁面１０ａ及び天井１０ｂには、電磁波
を吸収して熱に変える等の作用を奏する電波吸収体１０
ｄが配置されている。電波暗室１０内には計測システム
を構成する送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４が、
電波暗室１０外には信号発生器１６及びスペクトラムア
ナライザ１８が、それぞれ配置されている。送信アンテ
ナ１２及び受信アンテナ１４はそれぞれ支持台２０又は
２２により支持固定されており、同軸ケーブル２４及び
２６を介してそれぞれ信号発生器１６又はスペクトラム
アナライザ１８に接続されている。従って、信号発生器
１６にて発生した高周波信号は同軸ケーブル２４により
送信アンテナ１２に供給され、これにより送信アンテナ
１２から輻射された電磁波は受信アンテナ１４により受
信され、受信アンテナ１４により受信された高周波信号
は同軸ケーブル２６を介してスペクトラムアナライザ１
８による周波数成分計測及び解析に供される。

【００１４】なお、図中、２８及び３０は同軸ケーブル
２４及び２６を略水平に支持するための支持台であり、
同軸ケーブル２４及び２６は側壁面１０ａに配置されて
いる電波吸収体１０ｄを貫通して又はその裏側をかいく
ぐって電波暗室１０外に導かれている。これらは、送信
アンテナ１２及び受信アンテナ１４と同軸ケーブル２４
及び２６との結合を抑える上で有効である。

【００１５】図１に示した構成下でアンテナ係数校正の
ための計測及び解析を行うと、電波暗室１０の側壁面１
０ａ、天井１０ｂ及び床面１０ｃによる電磁波の反射が
問題になる。即ち、送信アンテナ１２から輻射された電
磁波は、一方では、直接に受信アンテナ１４により受信
されるが、他方では、側壁面１０ａ、天井１０ｂ又は床
面１０ｃにより反射された後に受信アンテナ１４により
受信される。前者即ち直接波に対して後者即ち反射波は
不要波である。特に、直接波と反射波はそもそもは同じ
信号発生器１６及び送信アンテナ１２から生じたもので
あるから、反射波は直接波との間に強い相関性を有して
おり、場合によってはこの相関性も問題になる。このよ
うな不要波が生ずることは、受信側の計測装置（図示の
例ではスペクトラムアナライザ１８）にとっては、不要
な電磁波源が現れているのと同じことである。従って、
オープンサイトと同程度に静寂な電磁波環境を実現する
上で、側壁面１０ａ、天井１０ｂ又は床面１０ｃによる
反射に対する有効な手だてが必要である。特に、側壁面
１０ａ及び天井１０ｂには電波吸収体１０ｄが吸収され
ていて反射が抑圧されているが、従来の電波暗室１０で
は床面１０ｃは単なる金属面であるから、床面１０ｃに
よる反射を無視できない。

【００１６】本発明は、側壁面１０ａ、天井１０ｂ又は
床面１０ｃによる反射に対する有効な手だてを提供する
発明、という側面を有している。図２に示した第１実施
形態では電波吸収体１０ｄの配置の工夫により、図３に
示した第２実施形態では電波暗室１０及び送信アンテナ
１２に対する受信アンテナ１４の位置の設定の工夫によ
り、図４に示した第３実施形態では電波暗室１０並びに
送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４の位置の設定の
工夫又は送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４の偏波
面の設定の工夫により、この側面を呈している。なお、
以下の説明において、図１に示した構成と対応する又は
同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。また、電波暗室１０外に配置する装置や電波暗室
１０内外に係るケーブルの引き回し等、図１に示した構
成と同様の部材及び部分については、その図示をも省略
する。

【００１７】まず、図２に示した第１実施形態では、電
波吸収体１０ｄを床面１０ｃにも配置している。電波吸
収体１０ｄは、少なくとも一次反射波が吸収され十分抑
圧されるよう、床面１０ｃに配置する。ここでいう一次
反射波は床面１０ｃによる一次反射波、即ち送信アンテ
ナ１２から送信され床面１０ｃにより反射され他の個所
における反射を経ずに受信アンテナ１４に届く電磁波で
ある。従って、この実施形態における床面１０ｃ上の電
波吸収体１０ｄの配置個所は、主として、支持台２０の
脚部から支持台２２の脚部に亘る個所、即ち送信アンテ
ナ１２直下から受信アンテナ１４直下に至る個所であ
る。この個所に電波吸収体１０ｄを配置することによっ
て、床面１０ｃによる反射波、特に最も問題になりやす
い反射波である一次反射波を、効果的に抑圧することが
できる。但し、これ以外の個所に電波吸収体１０ｄを配
置することとしても、ある程度の効果は得られる。ま
た、電波吸収体１０ｄを可搬型の構成とすることによ
り、電波暗室１０内におけるアンテナ位置の変更（例え
ばアンテナ間隔の変更）にも容易に対処可能となる。

【００１８】次に、図３に示した第２実施形態では、受
信アンテナ１４をクワイエットゾーン３２内に配置して
いる。クワイエットゾーン３２とは、直接波に対する反
射波の強度比が最低又はそれに近い値となる空間領域、
即ち電波暗室１０内の他の空間領域に比べ反射波が抑圧
されている空間領域である。クワイエットゾーン３２が
現れる位置は、電波暗室１０の大きさや内部構造、電波
暗室１０に対する送信アンテナ１２の三次元位置等によ
り定まるものであり、例えば電波暗室１０の構造を確定
し送信アンテナ１２の位置を決めた状態における実測
で、或いは数値計算によって、知ることができるもので
ある。本実施形態では、受信アンテナ１４をクワイエッ
トゾーン３２内に配置することによって、反射波の影響
を抑え、オープンサイトにより近い環境を実現してい
る。また、床面１０ｃによる反射に対してだけでなく側
壁面１０ａ及び天井１０ｂによる反射に対しても効果が
ある、という点で、本実施形態は第１実施形態に比して
優れた面を有している。更に、本実施形態は第１実施形
態と組み合わせた形態で実施することが可能である。

【００１９】更に、図４に示した第３実施形態では、送
信アンテナ１２及び受信アンテナ１４を電波暗室１０の
床面１０ｃの対角線３４の直上に、配置している。この
ような配置とした場合、送信アンテナ１２から輻射され
図中上側の側壁面１０ａにより反射され受信アンテナ１
４に至る第１の一次反射波と、送信アンテナ１２から輻
射され図中下側の側壁面１０ａにより反射され受信アン
テナ１４に至る第２の一次反射波は、その無線伝搬路長
が必ず相異なるため、一般に、受信アンテナ１４到達時
に相異なる位相となる。これに対して、仮に、送信アン
テナ１２及び受信アンテナ１４を電波暗室１０の床面１
０ｃの中心線（対角線の交点を通り図中上下の側壁面１
０ａと平行な直線）の直上に配置したとすると、上掲の
第１及び第２の一次反射波は、その無線伝搬路長が同一
であるため受信アンテナ１４到達時におけるその位相が
等しくなり、受信アンテナ１４では両者が強めあうこと
となる。本実施形態では、受信アンテナ１４到達時にお
ける位相が一般に相異なるため、受信アンテナ１４にて
第１及び第２の一次反射波が強め合う確率が低い。これ
によって、反射波の影響を抑えることができる。なお、
本実施形態は、第１及び第２実施形態と組み合わせた形
態で実施することが可能である。上の説明では、平面的
な位置関係即ち床面１０ｃの対角線３４上への配置に着
目し、図中上下の側壁面１０ａによる一次反射に着目し
て効果を説明したが、実際には、図４に示した構成は天
井１０ｂ及び床面１０ｃによる一次反射や、各面におけ
るより高次の反射についても、効果がある。更に、送信
アンテナ１２及び受信アンテナ１４の高さを適宜設定す
ることや、送信アンテナ１２の偏波面に対して受信アン
テナ１４の偏波面を適当な角度だけずらすことによって
も、同様の効果を得ることができる。また、高さや偏波
面の設定における工夫を、図４に示した配置上の工夫と
組み合わせることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送信アンテナから送信される電磁波の反射が不要な電磁
波源として作用してしまう状況が生じにくく、オープン
サイトの環境を模擬的に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電波暗室内外の装置配置及び構造を示す縦断
面図である。

【図２】 本発明の第１実施形態における電波吸収体配
置を示す縦断面図である。

【図３】 本発明の第２実施形態におけるアンテナ配置
を示す縦断面図である。

【図４】 本発明の第３実施形態におけるアンテナ配置
を示す横断面図である。

【符号の説明】

１０ 電波暗室、１０ａ 側壁面、１０ｂ 天井、１０
ｃ 床面、１０ｄ 電波吸収体、１２ 送信アンテナ、
１４ 受信アンテナ、１６ 信号発生器、１８スペクト
ラムアナライザ、３２ クワイエットゾーン、３４ 対
角線。

フロントページの続き (72)発明者 小松 裕 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5E321 AA42 BB02 GG05 GG11 5J020 BD01 BD02 5J046 AA01 AA05 AA19 UA04 UA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信アンテナと受信アンテナとの間を電
   磁波により結合させその結合状態に関し計測を行う計測
   システムを備えるアンテナ結合状態計測装置において、 上記送信及び受信アンテナが、その外部とは電磁遮蔽さ
   れている密室内に設置され、 上記密室が、上記密室の側壁面、天井及び床面による電
   磁波の反射が上記受信アンテナに及ぼす影響を抑圧する
   反射伝搬抑制手段を備えることを特徴とするアンテナ結
   合状態計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ結合状態計測装
   置において、 上記反射伝搬抑制手段が、上記密室の側壁面及び天井の
   全体並びに床面の少なくとも一部に設置され入射する電
   磁波を吸収する電波吸収体を含むことを特徴とするアン
   テナ結合状態計測装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のアンテナ結合状態計測装
   置において、 上記送信アンテナから送信され上記受信アンテナにより
   受信される電磁波のうち床面による一次反射波が抑圧さ
   れるよう、床面における電波吸収体の設置部位が、少な
   くとも、床面のうち上記送信アンテナの設置位置直下と
   上記受信アンテナの設置位置直下との間に存する部位を
   含むことを特徴とするアンテナ結合状態計測装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか記載のアンテ
   ナ結合状態計測装置において、 上記反射伝搬抑制手段が、上記送信アンテナからの直接
   波に対する上記密室の内面による反射波の強度比が最も
   小さくなる空間領域であるクワイエットゾーンに設置さ
   れた上記受信アンテナを含むことを特徴とするアンテナ
   結合状態計測装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか記載のアンテ
   ナ結合状態計測装置において、 上記反射伝搬抑制手段が、上記密室の内面の互いに異な
   る部位による反射波同士が上記受信アンテナの設置位置
   にて強調し合わないようその位置が設定され又はその偏
   波面が設定された上記送信及び受信アンテナを含むこと
   を特徴とするアンテナ結合状態計測装置。
6. 【請求項６】 外部と電磁遮蔽され内面に電波吸収体が
   配置された電波暗室を用い、アンテナの結合状態に関す
   る計測を行うため、電波暗室内にてオープンサイトの環
   境が模擬的に形成されるよう、電波暗室内におけるアン
   テナの配置若しくは偏波面又は電波吸収体の位置を、設
   定したことを特徴とする電波暗室使用方法。