JP4961141B2

JP4961141B2 - 電磁波解析装置、設計支援装置、電磁波解析プログラムおよび電磁波解析方法

Info

Publication number: JP4961141B2
Application number: JP2006012918A
Authority: JP
Inventors: 智哉前川; 徹山田; 哲義小掠
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JP2007192744A

Description

本発明は、例えば、携帯電話等のような電磁波を送受信する電子機器の送受信機能を評価することができる電磁波解析装置、設計支援装置、電磁波解析プログラムまたは電磁波解析方法に関する。

近年、デジタルＡＶ機器や携帯情報端末に代表される電子機器は、小型化、高機能化されている。電子機器の小型化、高性能化によって、電子機器を構成するプリント回路基板の実装密度が高くなる。また、プリント回路基板に実装されるＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）の動作周波数は高速になる。その結果、プリント回路基板から放射される電磁波、すなわち不要輻射ノイズに起因する電子機器の誤動作、送受信障害をはじめとする電磁波障害（ＥＭＩ：ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が増大する。このようなＥＭＩへの対策を講ずるには、多大なる時間と労力が必要となる。

そこで、従来のＥＭＩ対策として、電子機器の回路基板の近傍における電磁界の強度を測定する装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この装置は、回路基板の近傍にループアンテナを接近させる。その際に、ループアンテナには、回路基板とループアンテナとの間に存在する電界によって生じる電流と、磁界によって生じる電流との合成電流が流れる。この合成電流を測定することにより、回路基板近傍の電磁界の電界成分および磁界成分を測定することが可能となる。

また、基板から放射される電磁波によるノイズの強度分布図と画像データを重ねて表示する装置も提案されている（例えば、特許文献２）。この装置においては、ノイズ検出用の微小アンテナプローブが基板上を走査することによって、基板から放射される電磁波によるノイズを測定する。測定されたノイズは、スペクトラムアナライザによって、周波数分析される。この分析結果に基づいて得られたノイズ強度分布が、基板の画像データと重ねられてディスプレイ上に表示される。
特開２０００−２０６１６３号公報特開２０００−１９２０４号公報

回路基板に実装されるＩＣの動作周波数の高速化等によって、回路基板から発生する不要輻射ノイズが電子機器の電磁波送受信機能に及ぼす影響が無視できなくなっている。しかしながら、上記従来の技術は、あくまでも電子機器から発生する電磁波を測定する装置の提案に留まるものである。すなわち、電子機器から発生する不要輻射ノイズが、その電子機器が行う電磁波の送受信にどのような影響を及ぼすのかについての情報を得るための装置や方法は提案されていない。そのため、例えば、携帯電話等の電子機器の設計において、不要輻射ノイズによる送受信障害の発生の有無や発生箇所についての情報を得ることは困難であるという課題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、電子機器の不要輻射ノイズが電子機器の送受信機能に与える影響についての情報を得ることができる電磁波解析装置、設計支援装置、電磁波解析プログラムまたは設計支援プログラムを提供することを目的とする。

本発明にかかる電磁波解析装置は、アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響を調べる電磁波解析装置であって、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力するアンテナ電磁界分布入力部と、前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する基板近傍電磁界分布入力部と、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界と前記基板近傍電磁界との相関性を表す相関値の分布を生成する相関値生成部とを備える。

本発明にかかる電磁波解析プログラムは、アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響を調べる処理をコンピュータに実行させる電磁波解析プログラムであって、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力するアンテナ電磁界分布入力処理と、前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する基板近傍電磁界分布入力処理と、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界と前記基板近傍電磁界との相関性を表す相関値の分布を生成する相関値生成処理とをコンピュータに実行させる。

本発明にかかる電磁波解析方法は、アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響をコンピュータを用いて調べる電磁波解析方法であって、前記コンピュータが備えるアンテナ電磁界分布入力部が、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力する工程と、前記コンピュータが備える基板近傍電磁界分布入力部が、前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する工程と、前記コンピュータが備える相関値生成部が、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界と前記基板近傍電磁界との相関性を表す相関値の分布を生成する工程とを含む。

本発明によれば、電子機器の不要輻射ノイズが電子機器の送受信機能に与える影響についての情報を得ることができる電磁波解析装置、設計支援装置、電磁波解析プログラムまたは設計支援プログラムが得られる。

上述のとおり、本発明にかかる電磁波解析装置は、アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響を調べる電磁波解析装置であって、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力するアンテナ電磁界分布入力部と、前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する基板近傍電磁界分布入力部と、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界と前記基板近傍電磁界との相関性を表す相関値の分布を生成する相関値生成部とを備える。

本発明にかかる電磁波解析装置によれば、アンテナ電磁界分布入力部は、電子機器の電磁波送受信時におけるアンテナ電磁界分布データを入力し、基板近傍電磁界分布入力部は、回路基板の電子部品から発生する不要輻射ノイズを表す基板近傍電磁界分布データを入力する。相関値生成部が、これらの２つの分布データに基づいて相関値の分布を生成する。生成される相関値分布は、アンテナ電磁界分布と基板近傍電磁界分布との相関性を表す相関値の分布なので、電子部品による不要輻射ノイズが、アンテナの電磁界に与える影響、すなわち電子部品から発生する不要輻射ノイズが電子機器の送受信する電磁波に与える影響を表す値の分布である。したがって、相関値分布より、電子部品から発生する不要輻射ノイズが電子機器の電磁波送受信機能へ与える影響を示すデータが得られることになる。

また、相関値分布は、アンテナ電磁界分布入力部、基板近傍電磁界分布入力部および相関値生成部を備える構成という簡単な構成の装置により得られる。そのため、電子機器の不要輻射ノイズが電子機器の送受信機能へ与える影響についての情報が容易に得られることとなる。

また、基板近傍電磁界分布データは、基板全体から発生する不要輻射ノイズのうち、部品から発生する不要輻射ノイズによる電磁界を表すデータである。そのため、基板近傍電磁界分布入力部が入力する基板近傍電磁界分布データのサイズは、基板全体の電磁界を表すデータより少なくなる。その結果、相関値生成部は、少ない計算量で相関値分布を生成することができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記基板近傍電磁界分布入力部は、前記回路基板に設けられる前記電子部品間を接続する配線から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表すデータを、前記基板近傍電磁界分布データとしてさらに入力することが好ましい。

これにより、電子部品から発生する不要輻射ノイズだけでなく、配線から発生する不要輻射ノイズが電子機器のアンテナを介する送受信機能に与える影響を示すデータが得られる。

本発明にかかる電磁波解析装置は、前記相関値分布内の各々の相関値と、予め決められた閾値とを比較することにより、前記電子機器における電磁波の送受信障害の有無を判断する比較部をさらに備えることが好ましい。

前記比較部が、相関値分布内の各々の相関値と、判定閾値とを比較することで、相関値分布内における各々の位置での不要輻射ノイズによる電磁波送受信障害の発生有無の判断を行うことができる。そのため、相関値分布内での電磁波送受信障害発生箇所が特定される。その結果、電子機器における不要輻射ノイズによる問題の発生の有無および発生箇所についての情報が得られる。ひいては、電磁波送受信障害の原因となる不要輻射ノイズを発生する電子部品に関する情報が得られる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記相関値は、前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との積を含むことが好ましい。

前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との積によって相関値を求めることで、簡単な計算処理で、アンテナの電磁界と基板近傍電磁界との相関性を示す相関値を求めることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記相関値生成部は、前記相関値の最大値または最小値またはその両方を評価値としてさらに生成することが好ましい。

前記前記相関値生成部が前記評価値を生成するので、電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響が定量的に表された値が得られる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データは、各座標におけるベクトルで表されるデータであって、前記相関値生成部は、互いに対応する座標にある前記アンテナ電磁界分布データのベクトルの少なくとも１つの成分と、前記基板近傍電磁界分布データのベクトルの前記成分との積を用いて相関値を算出することによって、前記相関値の分布を生成することが好ましい。

前記相関値生成部は、少なくとも１方向についての相関値を生成することができる。すなわち、アンテナの電磁界の方向性と、基板近傍電磁界の方向性とを考慮した相関値が得られる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を、前記電子機器周辺の電磁界を測定することにより求め、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布測定部を備えることが好ましい。

アンテナ電磁界分布測定部により、アンテナ電磁界分布データが得られるので、前記アンテナ電磁界分布入力部は、入力データを得ることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記電子機器が動作することによって前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品から放射される不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を、前記電子部品周辺の電磁界を測定することにより求め、前記基板近傍電磁界分布入力部へ基板近傍電磁界分布データとして渡す基板近傍電磁界分布測定部をさらに備えることが好ましい。

基板近傍電磁界分布測定部により、基板近傍電磁界分布データが得られるので、基板近傍電磁界分布入力部は入力データを得ることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を、前記電子機器周辺の電磁界を解析するシミュレーションにより求め、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布解析部をさらに備えることが好ましい。

アンテナ電磁界分布解析部により、アンテナ電磁界分布データが得られるので、前記アンテナ電磁界分布入力部は、入力データを得ることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置は、前記電子機器が動作することによって前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品から放射される不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を、前記電子部品周辺の電磁界を解析するシミュレーションにより求め、前記基板近傍電磁界分布入力部へ基板近傍電磁界分布データとして渡す基板近傍電磁界分布解析部をさらに備えることが好ましい。

基板近傍電磁界分布解析部により、基板近傍電磁界分布データが得られるので、基板近傍電磁界分布入力部は入力データを得ることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置は、電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータを、複数の電子部品について記憶する部品ノイズ記憶部と、前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品の配置を表す部品データを入力する部品データ入力部と、前記部品データで表される電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータを、前記部品ノイズ記憶部から読み込んで、読み込んだ該データと前記部品データとを用いて前記基板近傍電磁界分布データを生成し、前記基板近傍電磁界分布入力部へ渡すノイズデータ生成部とをさらに備えることが好ましい。

前記ノイズデータ生成部は、部品データ入力部で入力された部品データと、前記部品データで表される電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータとに基づいて、前記基板近傍電磁界分布データを生成する。前記ノイズデータ生成部が生成した基板近傍電磁界分布データは、基板近傍電磁界分布入力部に渡される。相関値分布生成は、基板近傍電磁界分布入力部が入力した基板近傍電磁界分布データと、アンテナ電磁界分布データとに基づいて相関値を生成する。そのため、生成される相関値は、部品データが示す電子部品の不要輻射ノイズが、前記電子機器の送受信機能に与える影響を表すデータとなる。すなわち、部品データが示す部品の配置が、前記電子機器の送受信機能に与える影響についての情報が得られる。例えば、部品データ入力部が、電子機器設計の初期段階における電子部品の配置を示すデータを部品データとして入力した場合、電子機器設計の初期段階において、その電子部品の配置が電子機器の送受信機能にどのような影響を及ぼすかを示す情報が得られる。

本発明にかかる電磁波解析装置は、前記部品データに基づいて、前記回路基板に設けられる電子部品に接続される配線パターンを示す配線データを生成する配線パターン生成部と、前記配線データに基づいて、前記配線からから発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表すデータを生成し、生成したデータを前記基板近傍電磁界分布データとして前記基板近傍電磁界分布入力部へ渡す配線ノイズデータ生成部とをさらに備えることが好ましい。

前記配線ノイズデータ生成部は、前記部品データで表される電子部品に接続される配線から発生する不要輻射ノイズを表すデータを基板近傍電磁界分布データとして生成する。相関値生成部は、部品データが示す電子部品の基板近傍電磁界分布データに加えて、その配線から発生する不要輻射ノイズを表す基板近傍電磁界分布データを用いて相関値を生成する。そのため、生成される相関値は、部品データが示す電子部品に接続される配線の不要輻射ノイズが、前記電子機器の送受信機能に与える影響を表すデータを含む。

本発明にかかる電磁波解析装置は、前記アンテナ電磁界分布データを、複数のアンテナについて記憶するアンテナ電磁界分布記憶部と、前記電子機器におけるアンテナに関するデータを入力するアンテナデータ入力部と、前記アンテナデータで表されるアンテナに対応するアンテナ電磁界分布データを、前記アンテナ電磁界分布記憶部から読み込んで、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布選択部とをさらに備えることが好ましい。

アンテナデータを用いることで、測定やシミュレーションをしなくても、アンテナ磁界分布データを得ることができる。例えば、アンテナ電磁界分布記憶部が、あるアンテナについて過去の測定またはシミュレーションにより得られたアンテナ電磁界分布データを記憶しておくことができる。この場合に、アンテナデータ入力部で、そのアンテナに関するデータが入力されると、アンテナ電磁界分布選択部は、そのアンテナのアンテナ電磁界分布データをアンテナ電磁界分布記憶部から読み込んでアンテナ電磁界分布入力部へ渡すことができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記電子機器は携帯電話である態様とすることができる。

本発明にかかる電磁波解析装置において、前記アンテナ電磁界分布データは、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分を電流で表したアンテナ電流または前記電磁波の電界成分を電圧で表したアンテナ電圧の分布を表すデータである態様とすることができる。

本発明にかかる設計支援装置は、本発明における電磁波解析装置を含む態様とすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態は、携帯電話のプリント回路基板に設けられた電子部品から放射される不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布と、電子機器の送受信時におけるアンテナ電磁界分布との２種類の分布データを用いることによって、携帯電話の実使用に近い状態での送受信特性を評価する設計支援装置に関するものである。

図１は、本実施形態における設計支援装置の構成を表す機能ブロック図である。図１に示すように、設計支援装置１００は、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３と、それらに接続された計算機１５で構成されている。また、計算機１５は、ＣＡＤシステム５７にも接続されている。計算機１５は、インタフェース部１６、演算部１７、記憶部１８および出力部１９を備える。

アンテナ電磁界分布測定部１２は、携帯電話のアンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分を測定する。基板近傍電磁界分布測定部１３は、携帯電話の回路基板に設けられた電子部品から放射される不要輻射ノイズによる電磁界を測定する。アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３の詳細については、後述する。

インタフェース部１６は、アンテナ電磁界分布入力部５１、基板近傍電磁界分布入力部５２および制御部５９を含む。アンテナ電磁界分布入力部５１は、アンテナ電磁界分布測定部１２からアンテナ磁界分布データを受け取って記憶部１８へ保存する。基板近傍電磁界分布入力部５２は、基板近傍電磁界分布測定部１３から基板近傍電磁界分布データを受け取って記憶部１８へ保存する。制御部５９は、アンテナ電磁界分布測定部１２、基板近傍電磁界分布測定部１３の動作を制御する。このような制御は、例えば、制御用ソフトウェアを計算機１５が備えるＣＰＵ（後述）が実行することによって行われる。

演算部１７は、相関値生成部５３、比較部５４、基板設計データ入力部５５、指針情報生成部５６を備える。相関値生成部５３は、記憶部１８に記憶されたアンテナ磁界分布データおよび基板近傍電磁界分布データに基づいて相関値を生成する。比較部５４は、相関値生成部５３が生成した相関値と記憶部１８に保存された閾値とを比較することにより、携帯電話の評価を行い、評価の結果を表すデータを記憶部１８に保存する。基板設計データ入力部５５は、例えば、ＣＡＤシステム５７等から、基板１４ａの構造を表す基板設計データを入力する。指針情報生成部５６は、この基板設計データと、記憶部１８に保存された結果データとに基づいて、携帯電話の設計の指針となる設計指針データを生成し、記憶部１８に保存する。

出力部１９は、記憶部１８に保存された結果データや設計指針データを、設計者に分かりやいように、ディスプレイ等（後述）を用いて表示する。

計算機１５は、例えば、ＥＷＳ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＷｏｒｋＳｔａｔｉｏｎ）またはＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）等（以下、ＰＣ等と言う）を用いて構成することができる。インタフェース部１６および演算部１７等の機能は、ＰＣ等のＣＰＵが設計支援プログラムを実行することで実現できる。また、記憶部１８には、ＰＣ等に内蔵されているハードディスク、ＲＡＭ等の記憶媒体の他、フレキシブルディスク、メモリカード等の可搬型記憶媒体や、ネットワーク上にある記憶装置内の記憶媒体等を用いることができる。出力部１９としてＰＣ等のディスプレイを含む表示装置やプリンタ等の出力装置を用いることができる。

上記のインタフェース部１６および演算部１７の機能を実現するための設計支援プログラムを、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から、あるいは通信回線を介したダウンロード等により、任意のＰＣ等へインストールすることによって、計算機１５を構築することもできる。

なお、本発明にかかる設計支援装置１００は、計算機１５がＰＣ等のような汎用装置である場合に限られない。例えば、計算機１５を、ＣＰＵや記憶媒体を備えた専用制御装置としてもよいし、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３と計算機１５を一体として、１つの設計支援装置を構成してもよい。

次に、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３の詳細について説明する。図２（ａ）は、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３の詳細な構成を含む、設計支援装置１００の構成を表す機能ブロック図と、携帯電話の基板の概略図である。

図２（ａ）に示すように、アンテナ電磁界分布測定部１２は、測定器（アンテナの磁界成分用）１２ａおよび検出器（アンテナの磁界成分用）１２ｂを備える。基板近傍電磁界分布測定部１３は、測定器（基板近傍電磁界用）１３ａおよび検出器（基板近傍電磁界用）１３ｂを備える。図２（ａ）に示す基板１４ａは、測定対象の携帯電話の回路基板である。

アンテナ電磁界分布測定部１２は、基板１４ａから放射されるアンテナによる電磁波の磁界成分、すなわち、アンテナの磁界成分の分布を測定する。アンテナの磁界成分については後述する。基板近傍電磁界分布測定部１３は、基板１４ａに設けられた電子部品から放射される不要輻射ノイズによる電磁界の分布を測定する。計算機１５は、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３を制御し、これらから出力されるデータを処理する。

基板１４ａは、電子部品として、アンテナ３２、ＲＦ回路ブロック３３、メモリ３４、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３５、電源３６、３７を含んでいる。各電子部品間は配線３８によって接続されている。メモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７は、例えば、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）で構成される。

基板１４ａにおける電磁波の送受信は、アンテナ３２を介して行われる。例えば、基板１４ａを含む携帯電話が、通話やインターネットアクセス等を無線通信によって行う場合、アンテナ３２から電磁波が送信され、または、アンテナ３２で電磁波が受信される。

アンテナの磁界成分とは、上記のように、例えば、携帯電話等の電子機器が備えるアンテナ３２を介して送受信される電磁波の磁界成分である。このアンテナの磁界成分の分布が、アンテナの磁界分布である。また、アンテナの磁界成分を電流で表したものをアンテナ電流と称する。

なお、電子機器におけるアンテナは、部品として実装されたアンテナのみでなく、電子機器において、実質的にアンテナとして機能している部材全てを含むものとする。例えば、図２（ｂ）に示すような携帯電話１４のアンテナ３２および筐体の一部または全体がアンテナとして機能する場合がある。

検出器（アンテナの磁界成分用）１２ｂは、基板１４ａ周辺のアンテナの磁界成分を検出する。検出器１２ｂは、例えば、検出用アンテナを含む（図示せず）。前記検出用アンテナが基板１４ａの周辺部に配置されると、アンテナ３２と前記検出用アンテナ間における電磁結合により前記検出用アンテナに電流が流れる。この電流を測定器１２ａが測定することにより、アンテナ３２から放射される電磁波の磁界成分が測定される。なお、電磁波の磁界成分と電流はＩ（電流）＝μＢ（磁束密度）の関係にあるので、いずれか一方の値が得られれば、他方の値も計算により求めることができる。

同様に、電磁波の電界成分と電圧においても、いずれか一方の値が得られれば、他方の値も計算により求めることができる。本実施の形態においては、アンテナから放射される電磁波の磁界成分が測定され、アンテナの磁界成分が求められているが、磁界成分の替わりに電界成分を測定することにより、アンテナの電界成分が求められてもよい。アンテナの電界成分は、アンテナから放射される電磁波の電界成分である。また、アンテナの電界成分の替わりに、アンテナの電界成分を電圧で表したアンテナ電圧が求められてもよい。

また、検出器１２ｂが、基板１４ａの周辺を移動することにより、複数の場所でアンテナの磁界成分が測定される。その結果、基板１４ａの周辺におけるアンテナの磁界分布が得られる。

測定器１２ａとして、例えば、スペクトラムアナライザが用いられる。スペクトラムアナライザを用いることで、検出器１２ｂで検出されたアンテナの磁界成分の周波数毎の強度分布すなわちスペクトラムを出力することができる。

ところで、基板１４ａの動作状態においては、メモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７のそれぞれから不要輻射ノイズである電磁波が発生する。また、メモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７の間に引き回された配線３８に、クロック周波数やスイッチング速度等に起因する逓倍周波数の高周波電流が流れる。その結果、配線３８を介して基板の周辺へ不要輻射ノイズである電磁波が放射される。検出器検出器（基板近傍電磁界用）１３ｂは、メモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７から放射される不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分を検出する。

通常、不要輻射ノイズの強度は、アンテナから放射される電磁波の強度に比べて、非常に小さい。そのため、不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分を検出する検出器検出器（基板近傍電磁界用）１３ｂの構成は、検出器（アンテナの磁界成分用）１２ｂの構成と比べて、より小さい強度の磁界および電界を測定することに適した構成とすることが好ましい。また、不要輻射ノイズは、強度が小さいため、基板近傍において測定されることが多い。そのため、不要輻射ノイズの分布は、近傍電磁界分布と呼ばれることもある。

検出器１３ｂには、例えば、微小アンテナ（図示せず）が備えられる。前記微小アンテナが基板１４ａに設けられた電子部品に接近すると、電子部品と前記微小アンテナ間に生じる静電結合による静電結合電流と、電子部品と前記微小アンテナ間に生じる電磁結合による電磁結合電流との合成電流が前記微小アンテナに流れる。この合成電流を、測定器１３ａが測定することにより、電子部品から放射された電磁波すなわち不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分が検出される。

測定器１３ａとして、測定器１２ａと同様に、例えば、スペクトラムアナライザが用いられる。なお、測定器１３ａは、必ずしも、不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分の両方を測定する必要はなく、少なくともいずれか１つを測定するものであってもよい。検出器１３ｂおよび測定器１３ａによって測定されるのは、メモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７から放射される不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分に限られない。検出器１３ｂおよび測定器１３ａは、例えば、基板１４ａに設けられた上記の電子部品以外の電子部品から放射される不要輻射ノイズや、基板１４ａの配線から放射される不要輻射ノイズを測定してもよい。

なお、検出器１２ｂおよび検出器１３ｂにおいて、前記検出用アンテナおよび前記微小アンテナを除く部分は、外来ノイズからの影響を除去するために、シールドで覆われていることが好ましい。

また、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３は、検出器１２ｂおよび検出器１３ｂを基板１４ａの周辺で移動させる移動装置（図示せず）を備えることが好ましい。検出器１２ｂ、１３ｂが基板１４ａの周辺を移動することにより、基板周辺のアンテナ磁界分布および基板近傍電磁界分布が得られる。

設計支援装置１００では、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３の２つの測定部を具備するので、計算機１５がこれらを制御することによって、基板近傍電磁界分布とアンテナの磁界成分の同時測定が可能となる。そのため、設備の共通化と、測定時間の短縮を図ることができる。

また、検出器１２ｂ、１３ｂを移動させることにより、アンテナ磁界分布および基板近傍電磁界分布を得るのではなく、検出器１２ｂ、１３ｂを複数設けて、それらの検出器を、例えば、マトリックス状に配置することにより、アンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布を得ることもできる。

なお、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３については、ここでは一例を示したものであり、アンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布を測定するためには、別の測定系を用いても良い。

図３は、別の測定系の構成例であり、アンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布を測定する測定部の他の構成例を表す機能ブロック図である。図３に示すように、１台の測定器２１ａと、１台の検出器２１ｂで、アンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布を測定する測定部２１を構成することもできる。検出器２１ｂは、例えば、アンテナの磁界成分を検出するための検出用アンテナと、基板近傍電磁界を検出する微小アンテナを備える。測定器２１ａは、検出器２１ｂで検出されたアンテナの磁界成分および基板近傍電磁界を測定する。測定器２１ａとして、たとえば、スペクトラムアナライザが用いられる。図３に示す構成によって、設備の共通化を図ることができる。

次に、設計支援装置１００の動作について、図を用いて説明する。図４は、設計支援装置１００における処理の動作を示すフローチャートである。

図４において、まず、計算機１５が、アンテナ電磁界分布測定部１２および基板近傍電磁界分布測定部１３に対する測定条件設定を行う（ステップＳ１１、Ｓ１２）。計算機１５は、例えば、測定を行う周波数、空間ピッチ、測定範囲など測定に必要な初期条件を、測定条件として設定する。

測定器（アンテナの磁界成分用）１２ａは、制御部５９の制御により、ステップＳ１１で設定された設定条件に従って、アンテナの磁界成分の測定を行う（ステップＳ１３）。ここで、図２（ａ）において、被計測体である基板１４ａに平行な面をＸＹ平面、基板１４ａに垂直な方向をＺ軸方向とする。例えば、ＸＹ平面に平行な面であって、基板１４ａから一定の距離にある平面上を、検出器１３ｂが移動することによって、基板１４ａから一定の距離を隔てた平面におけるアンテナの磁界分布が測定される。このような測定をＸＹ平面に平行な複数の面で行うことによって、基板１４ａの周囲におけるアンテナの磁界分布を示すデータが得られる。なお、測定領域は平面に限られない。例えば、基板１４ａ周辺の球面上あるいは曲面上の分布を測定してもよい。

アンテナの磁界分布の測定は、例えば、携帯電話が実際に送受信を行っている状態で行われる。また、簡易な手法として、アンテナ給電点に発振器を取り付け、所定の周波数でアンテナが励振されている状態でアンテナの磁界分布を測定することができる。

アンテナの磁界分布の測定においては、基板１４ａが携帯電話のメイン基板である場合は、図２（ｂ）に示すように、筐体も含めた状態で、携帯電話１４の周囲全体におけるアンテナの磁界成分を測定することが好ましい。筐体も含めた携帯電話全体がアンテナとして機能する場合があるからである。なお、ここで測定される携帯電話１４または基板１４ａは、設計初期段階の試作品であっても、完成品であってもよい。

アンテナ電磁界分布測定部１２で測定されたアンテナ磁界分布は、アンテナ電磁界分布入力部５１によって計算機１５へ入力されて、記憶部１８に保存される（ステップＳ１５）。入力されるアンテナ磁界分布データには、例えば、測定点の座標等の位置を表す情報、アンテナの磁界成分の周波数、強度、位相、方向性を表す情報等が含まれる。また、測定ばらつきを減らすために複数回測定が行われた場合には、測定値の平均値を示すデータ、測定の精度が悪い場合には測定値の最大値を示すデータ等がアンテナ磁界分布データに含まれてもよい。

図６（ａ）は、アンテナ磁界分布データが表すアンテナの磁界分布をＸＹ座標上に表示した場合の画像の例である。図６（ａ）では、ＸＹ平面において、アンテナの磁界成分が同じ値である点を結んだ線でアンテナの磁界分布が表されている。図６（ａ）中、閉曲線ｈで囲まれた領域が、ＸＹ平面において最もアンテナの磁界が大きい領域である。図６（ａ）に示すＸＹＺ方向は、図２（ａ）に示す基板１４ａにおけるＸＹＺ方向に対応する。基板１４ａは、Ｘ＝０〜Ｘ１、Ｙ＝０〜Ｙ１の領域に位置している。

測定器（基板近傍電磁界用）１３ａは、ステップＳ１２で設定された設定条件に従って、基板近傍電磁界すなわち不要輻射ノイズの測定を行う（ステップＳ１４）。例えば、検出器１３ｂが、基板１４ａに設けられた各電子部品の周囲の測定範囲内を３次元方向に移動することによって、各電子部品から放射される不要輻射ノイズの基板近傍電磁界が測定される。その結果、各電子部品による不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布を示すデータが得られる。なお、本実施形態において、測定器１３ａは、一例として、基板１４ａに設けられたメモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７からそれぞれ放射される不要輻射ノイズの電界成分および磁界成分を測定する。

基板に設けられた電子部品から放射される不要輻射ノイズの電磁波の強度は小さいので、例えば、基板１４ａが、携帯電話のメイン基板である場合は、筐体を除いた状態の基板１４ａに設けられた電子部品を被測定物として、検出器１３ｂを接近させて測定することが好ましい。

また、携帯電話には、例えば、ディスプレイ、カメラ、ＳＤカード（メモリカード）など様々なアプリケーションが備えられる場合がある。それらのアプリケーションのうちいずれか１つを動作させた状態で、基板近傍電磁界分布を測定することにより、動作させたアプリケーションによる不要輻射ノイズを測定することができる。すなわち、実際に使用状態に近い状態での不要輻射ノイズを測定することができる。

基板近傍電磁界分布測定部１３で測定された基板近傍電磁界分布は、基板近傍電磁界分布入力部５２によって計算機１５へ入力されて、基板近傍電磁界分布データとして記憶部１８に保存される（ステップＳ１６）。入力される基板近傍電磁界分布データには、例えば、測定点の座標等の位置を示す情報、磁界または電界の周波数、強度、位相、方向性を表す情報等が含まれる。また、測定ばらつきを減らすために複数回測定が行われた場合には、測定値の平均値を示すデータ、測定の精度が悪い場合には、測定値の最大値を示すデータが基板近傍電磁界分布データ含まれてもよい。

図６（ｂ）は、基板近傍電磁界分布データが表すメモリ３４、ＣＰＵ３５、電源３６、３７からそれぞれ放射される不要輻射ノイズの基板近傍電磁界磁界分布をＸＹ座標上に表示した場合の画像の例である。図６（ｂ）では、四角ｇ３４で囲まれた領域がメモリ３４の基板近傍電磁界分布を、四角ｇ３５で囲まれた領域がＣＰＵ３５の基板近傍電磁界分布を、四角ｇ３６、３７で囲まれた領域が電源３６、３７の基板近傍電磁界分布をそれぞれ表している。四角ｇ３４、３５、３６、３７において、磁界成分が同じ値である点を結んだ線によって基板近傍電磁界磁界分布が表されている。図６（ｂ）に示すＸＹＺ方向は、図２（ａ）に示す基板１４ａにおけるＸＹＺ方向に対応する。基板１４ａは、Ｘ＝０〜Ｘ１、Ｙ＝０〜Ｙ１の領域に位置している。

相関値生成部５３は、ステップＳ１５およびＳ１６で入力されたアンテナ磁界分布データおよび基板近傍電磁界分布データを基に相関値を生成する（図４のステップＳ１７）。相関値は、基板近傍電磁界すなわち不要輻射ノイズがアンテナの磁界成分に及ぼす影響の度合いを表す値である。相関値は、アンテナの磁界成分と基板近傍電磁界との相関性を含む計算式により、測定位置ごとに求められる。相関値は、例えば、図６（ａ）に示すアンテナ電磁界分布と、図６（ｂ）に示される基板近傍電磁界分布との重なる部分について求められる。以下、相関値を求める計算の例を説明する。

（相関値を求める計算の例１）
例えば、座標（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）の位置における相関値Ａ（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）は、下記（式１）により求められる。

（式１）
Ａ（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）＝ｋａ²＋ｍａ・ｂ＋ｎｂ²
ｋ、ｍ、ｎは定数
ａ：（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）におけるアンテナの磁界成分の強度
ｂ：（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）における基板近傍電磁界の強度

また、計算を簡単にして、下記（式２）により相関値Ａを求めてもよい。

（式２）
Ａ（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）＝ｍａ・ｂ
ｍは定数
ａ：（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）におけるアンテナの磁界成分の強度
ｂ：（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）における基板近傍電磁界の強度
ｋ、ｍ、ｎ等の定数は、後述する閾値との関係を考慮して、状況に応じて適切な値を設定することが好ましい。

（相関値を求める計算の例２）
また、上記（式１）および（式２）では、アンテナの磁界成分の強度ａおよび基板近傍電磁界の強度ｂを用いて相関値が求められているが、上記ａ、ｂのようなスカラー値ではなく、ベクトル値でアンテナの磁界成分および基板近傍電磁界を表した値を用いて相関値を求めることもできる。相関値生成部５３は、例えば、（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）におけるアンテナの磁界成分ベクトルａ＝（ａ_x、ａ_y、ａ_z）と、（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）における基板近傍電磁界ベクトルｂ＝（ｂ_x、ｂ_y、ｂ_z）とを用いて、下記（式３）により相関値Ａを求めることができる。

（式３）
Ａ＝｛（ａ_x・ｂ_x）²＋（ａ_y・ｂ_y）²＋（ａ_z・ｂ_z）²｝^1/2

上記（式３）は、ベクトルａのｘｙｚ成分（ａ_x、ａ_y、ａ_z）とベクトルｂのｘｙｚ成分（ｂ_x、ｂ_y、ｂ_z）のそれぞれの積で表されるベクトル（ａ_x・ｂ_x、ａ_y・ｂ_y、ａ_z・ｂ_z）の大きさを相関値Ａとしている。また、相関値生成部５３は、ｘｙｚ成分のうち少なくとも１つの成分における積で相関値Ａを求めてもよい。例えば、ｘ成分における積ａ_x・ｂ_xおよびｙ成分における積ａ_y・ｂ_yを用いて、下記（式４）により相関値Ａを求めることもできる。

（式４）
Ａ＝｛（ａ_x・ｂ_x）²＋（ａ_y・ｂ_y）²｝^1/2

相関値生成部５３は、上記（式４）のようにｚ成分の積を省略してｚｙ成分についての積を用いて相関値を求めることで、ｘｙｚ成分の積を用いる場合に比べて計算量を少なくすることができる。

（相関値を求める計算の例３）
上記式１〜４に示す例では、１つの点（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）におけるアンテナの磁界成分と、その点（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）における基板近傍電磁界と基づいて相関値を求めているが、例えば、１つの点（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）におけるアンテナの磁界成分と、その点（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）およびその点の周辺に位置する複数の点における基板近傍電磁界とに基づいて相関値を求めることもできる。例えば、（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）の周辺の３点（ｘ₂、ｙ₂、ｚ₂）、（ｘ₃、ｙ₃、ｚ₄）、（ｘ₄、ｙ₄、ｚ₄）における基板近傍電磁界の強度をそれぞれ、ｃ、ｄ、ｅとすると、例えば、下記（式５）により相関値を求めることができる。下記（式５）において、Ｍは定数である。

（式５）
Ａ＝Ｍ（ａ・ｂ＋ａ・ｃ＋ａ・ｄ＋ａ・ｅ）

相関値生成部５３は、上記（式５）のように、複数の点における基板近傍電磁界強度と、１つの点におけるアンテナの磁界成分の強度と用いて相関値Ａを求めることにより、複数の点における基板近傍電磁界とアンテナの磁界成分との相互作用を考慮して相関値を求めることができる。また、相関値生成部５３は、例えば、複数の点におけるアンテナの磁界成分の強度と、１つの点における基板近傍電磁界の強度とを用いて相関値を求めてもよいし、アンテナの磁界成分および基板近傍電磁界をベクトルで表したデータを用いて相関値を求めてもよい。

以上に示した計算により、相関値生成部５３は、アンテナ電磁界分布測定部１２が測定した領域と、基板近傍電磁界分布測定部１３が測定した領域とが重なる領域における相関値を求める。その結果、不要輻射ノイズが発生する領域における相関値の分布が得られる。例えば、ある平面において測定されたアンテナの磁界分布と、その平面に含まれる平面部分において測定された基板近傍電磁界分布から、その平面部分における相関値の分布が得られる。すなわち、不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布と、電子機器の送受信時におけるアンテナの磁界分布との２つの分布図を組み合わることにより相関値分布を求めることができる。

図６（ｃ）は、相関値生成部５３が示す相関値の分布をＸＹ座標上に表示した場合の画像の例である。図６（ｃ）では、四角ｆ３４で囲まれた領域がメモリ３４の基板近傍電磁界分布とアンテナ磁界分布とが重なる領域、四角ｆ３５で囲まれた領域がＣＰＵ３５の基板近傍電磁界分布とアンテナ磁界分布とが重なる領域、四角ｆ３６、３７で囲まれた領域が電源３６、３７の基板近傍電磁界分布とアンテナ磁界分布とが重なる領域をそれぞれ表している。四角ｆ３４、３５、３６、３７において、磁界成分が同じ値である点を結んだ線によって基板近傍電磁界磁界分布が表されている。図６（ｃ）に示すＸＹＺ方向は、図２（ａ）に示す基板１４ａにおけるＸＹＺ方向に対応する。基板１４ａは、Ｘ＝０〜Ｘ１、Ｙ＝０〜Ｙ１の領域に位置している。

なお、相関値を求める計算式は、上記の例に限られない。例えば、計算式は、送受信障害の問題発生有無に基づき、携帯電話システムごとに任意に設定されてもよい。

比較部５４は、ステップＳ１７で生成された相関値と、あらかじめ別の方法によって算出され、記憶部１８に保存されている判定閾値（Ｘ）とを比較する（ステップＳ１８）。比較部５４は、例えば、相関値Ａが閾値Ｘより小さい（Ｘ＞Ａ）場合は、不要輻射ノイズによる電子機器の送受信障害は発生しないと判断し、相関値Ａが閾値Ｘ以上の場合は、不要輻射ノイズによる電子機器の送受信障害が発生すると判断することができる。

この比較は、ステップＳ１７で生成される相関値全てについて行うことが好ましい。ステップＳ１７において、アンテナ電磁界分布測定部１２が測定した領域と基板近傍電磁界分布測定部１３が測定した領域とが重なる領域すなわちノイズ発生領域において相関値が求められるので、それぞれのノイズ発生領域における相関値について、上記比較処理を行うことにより、ノイズ発生領域ごとに送受信障害発生の有無を判断できることになる。送受信障害が有ると判断されたノイズ発生領域は、送受信障害の発生箇所と認識されてもよい。判断結果は、結果データとして記憶部１８に保存される。

図６（ｃ）に示す画面の例において、最も濃く表示された部分６１が、比較処理（ステップＳ１８）で、不要輻射ノイズによる送受信障害が有ると判断された箇所である。設計者は、設計初期の段階の試作品について測定による結果データを、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような表示を見ることによって、送受信障害の発生有無および送受信障害の発生箇所を設計初期の段階で把握することができる。

ここで、判定閾値（Ｘ）の算出方法の例を説明する。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を用いた携帯電話は、市場に出荷されるために必要な仕様が３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）において規格化されている。その規格のなかで、送受信障害を起こさないために必要な仕様として受信感度があり、その値は−１１７ｄＢｍ／３．８４ＭＨｚと規定されている。つまり、入力電力が−１１７ｄＢｍ／３．８４ＭＨｚよりも大きい場合には必ず、受信が出来なければならないことを意味している。

携帯電話がこの受信感度を達成するためには、アンテナが受信する不要輻射ノイズ量をある一定の基準値以下まで下げる必要がある。不要輻射ノイズは受信感度特性を劣化させる要因であるからである。

アンテナが受信する不要輻射ノイズは、例えば、図５に示す構成を用いて測定することができる。図５は、携帯電話のアンテナが受信する電波を測定するための構成を示す図である。図５に示すように、携帯電話１４のアンテナ３２に、ＲＦ回路ブロック３３と外部端子９６との接続を切り替えるスイッチ９５を設けて、外部端子９６に測定器９４を接続し、スイッチ９５を外部端子９６側へ切り替えることによって、アンテナ３２が受信する電磁波を測定することができる。測定器９４として、例えば、スペクトラムアナライザ、ベクトルシングルアナライザ等を用いることができる。

まず、携帯電話１４において、アンテナの送受信を行わず、例えば、カメラやＳＤカード（メモリカード）等、送受信機能以外の機能を動作させた状態すなわち不要輻射ノイズのみが放射されている状態で測定を行うことにより、アンテナが受信する不要輻射ノイズを測定することができる。

このようにして測定された不要輻射ノイズ強度が基準値以下を実現した場合、その測定時と同じ条件で、アンテナ送受信機能をさらに動作させてアンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布を測定し（ステップＳ１１〜Ｓ１６）、相関値分布を算出する（ステップＳ１７）。そこで得られた相関値分布中の最大値を判定閾値とすることができる。

以上のように、アンテナ特性と不要輻射ノイズ量の間の密接な関係を考慮して、送受信障害を起こさないために必要な判定閾値（Ｘ）を求めることが好ましい。なお、閾値Ｘの算出方法は上記例に限られない。例えば、経験則に基づいて適切な値を設定してもよい。

比較処理（図４のステップＳ１８）の後、基板設計データ入力部５５は、ＣＡＤシステム５７から、基板１４ａの基板の構造を表す基板設計データを入力する（ステップＳ１９）。基板設計データには、例えば、基板に実装される部品の配置や配線パターン、部品の大きさ、高さ等を表す設計データが含まれる。

指針情報生成部５６は、ステップＳ１８の比較処理の結果データと、ステップＳ１９で入力された基板設計データに基づいて、基板１４ａの設計の指針となる情報を生成する（ステップＳ２０）。例えば、指針情報生成部５６は、比較処理（ステップＳ１８）の結果データに含まれる送受信障害発生位置と、基板設計データに含まれる基板上に実装された電子部品の位置とを比較することで、送受信障害の原因となっている電子部品を特定することができる。さらに、指針情報生成部５６は、過去の事例データ等から、送受信障害を避けるために部品の最適な実装位置を示す情報を生成してもよい。また、指針情報生成部５６は、複数の電子部品が送受信障害の原因となっている場合には、予め複数の電子部品について決められている優先順位にしたがって、最適な実装位置またはノイズ対策部品の選定を示す情報を生成することができる。指針情報生成部５６が生成した情報は、設計指針データとして記憶部１８に保存される。

出力部１９は、比較処理（ステップＳ１８）の結果データおよび設計指針データ生成処理（ステップＳ２０）で生成された設計指針データをディスプレイ等に表示する（ステップＳ２１）。比較処理の結果データとして、例えば、図６（ｃ）に示す画像がディスプレイ等に表示される。

また、出力部１９は、基板設計データ入力処理（ステップＳ１９）で入力された基板設計データを用いて、相関値分布と基板の構造を対比できるように重ね合わせて表示することもできる。さらに、出力部１９は、設計指針データとして、送受信障害の原因となる基板上の実装部品や、送受信障害を回避するための好ましい設計例を表示してもよい。指針情報生成部５６が、例えば上記のように、過去の事例から対策を示す情報を生成し、出力部１９がその情報を表示することにより、経験の浅い設計者でも設計できるような情報を得ることができる。このようなアドバイザ機能を装置に付加することにより、汎用的で親切な設計支援装置が提供されることとなる。

設計者は、出力部１９で出力された設計指針データに基づいて、ＣＡＤシステム５７を用いて基板設計データを適切な設計に変更することができる。また、ＣＡＤシステム５７が、記憶部１８に記憶された設計指針データを自動的に読み込んで、設計指針データに基づいて基板設計データを変更する態様とすることができる。

なお、ＣＡＤシステム５７は、計算機１５内に設けられてもよい。その場合、ＣＡＤシステム５７で生成される基板設計データも、記憶部１８に記憶される。

出力部１９は、上記の情報の他に、例えば、アンテナの磁界分布の測定結果や基板近傍電磁界分布の測定結果等を表示することもできる。また、携帯電話等の電子機器の形状を表す二次元、三次元のグラフィックデータを表示することもできる。

以上、設計支援装置１００の動作について説明したが、設計支援装置１００の動作の順番は、図４に示すフローチャートの順番に限られない。例えば、ステップＳ１９の基板設計データ入力処理は、ステップＳ１７の前に行ってもよい。

また、基板設計データ入力処理（ステップＳ１９）および設計指針データ生成処理（ステップＳ２０）は、状況に応じて省略することもできる。さらに、比較処理（ステップＳ１８）を省略して、相関値生成処理（ステップＳ１７）で得られた相関値の分布を出力部１９で表示するだけでも、設計者は、その表示を見ることによって、不要ノイズがアンテナの磁界成分に及ぼす影響についての情報を得ることができる。例えば、設計者が、ノイズ対策のために携帯電話の設計変更を行い、設計変更後の測定により算出された相関値分布の表示を見ることで、ノイズ対策による効果を携帯電話端末の実使用時を想定しながら定量的に把握することができる。

本発明の実施形態によれば、アンテナの磁界分布と基板近傍電磁界分布の２つのパラメータを任意の計算式に代入して相関値を算出し、この相関値と閾値とを比較することにより、電子部品から発生する不要輻射ノイズに起因する電子機器の送受信障害との因果関係を判定することができる。すなわち、不要輻射ノイズによる送受信障害発生の有無および発生箇所を特定することができる。その結果、携帯電話をはじめとする無線機器等の電子機器の設計初期段階で問題箇所を事前に把握することができる。

また、計算機１５においては、電子機器のプリント回路基板の電子部品から発生する不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布と、電子機器が送受信する時のアンテナの磁界分布との組み合わせ計算により相関値分布が求められる。この相関値分布により、不要輻射ノイズの影響も加味された電子機器の実使用時に近い状態でのアンテナの磁界分布を得ることができる。実使用時に近い状態でのアンテナの磁界分布に基づいて、例えば、アンテナの指向性、利得および効率等のアンテナの主要特性を計算することもできる。

また、基板近傍電磁界分布測定部１３は、基板１４ａに設けられた電子部品ごとに、不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布を測定し、相関値生成部５３は、ぞれぞれの電子部品における基板近傍電磁界分布をアンテナ電磁界分布と重ね合わせて、重なった部分の相関値を計算する。そのため、基板１４ａのうち、不要輻射ノイズが発生する可能性の高い部分について相関値が計算される。したがって、基板１４ａ全体について相関値を計算するよりも、計算量が少なくなる。また、すなわち、各電子部品について、不要輻射ノイズによる送受信障害発生の有無および発生箇所が特定されやすくなる。

通常、携帯電話で用いるアンテナの評価方法としては、アンテナのみを動作させた際の評価が行われている。しかし、携帯電話において、ディスプレイやカメラ、ＳＤカード（メモリカード）等が動作する状態では、ＣＰＵ、電源、メモリなどＩＣが動作し、これらＩＣが不要輻射ノイズの波源となるので、アンテナのみを動作させた場合に比べて、アンテナ特性が大きく変化することが予想される。そこで、上記のように実使用時に近い状態でのアンテナの磁界分布に基づいてアンテナ特性の評価を行うことで、実使用状態に近い状態のアンテナ特性を評価することができる。

なお、本実施形態は、設計対象の電子機器が携帯電話である場合の例であるが、本発明は、携帯電話以外の無線通信機能を持つ電子機器にも適用できる。例えば、無線ＬＡＮ機能を持つ電子機器等の設計にも本発明にかかる設計支援装置を適用することができる。

［第２の実施形態］
図７は、本実施形態にかかる設計支援装置の構成を表す機能ブロック図である。図７においては、図１に示す設計支援装置１００と同様の部分には同様の番号を付し、その説明を省略する。

図７に示す設計支援装置１０３は、図１に示す設計支援装置１００に示したアンテナ電磁界分布測定部１２、基板近傍電磁界分布測定部１３および制御部５９の替わりに、アンテナ磁界分布解析部７５および基板近傍電磁界分布解析部７６を備える。すなわち、アンテナ電磁界分布入力部５１が入力するアンテナ磁界分布および基板近傍電磁界分布入力部５２が入力する基板近傍電磁界分布は、測定の結果得られたデータではなくて、シミュレーションの結果得られたデータである。

アンテナ電磁界分布解析部７５および基板近傍電磁界分布解析部７６として、例えば、市販の電磁界シミュレータ、ＥＭＩシミュレータまたは自作の解析プログラム等を用いることができる。アンテナの磁界分布および基板近傍電磁界分布をシミュレーションによって得ることで、実際に試作品を作って測定する必要がないので、比較的簡単にこれら２つの分布を得ることができる。

なお、図７においては、計算機１５内にアンテナ電磁界分布解析部７５および基板近傍電磁界分布解析部７６が設けられているが、これらが外部のＰＣ等に設けられる構成とすることもできる。

次に、設計支援装置１０３の動作について、図を用いて説明する。図１０は、設計支援装置１０３における処理の動作を示すフローチャートである。

まず、アンテナ電磁界分布解析部７５および基板近傍電磁界分布解析部７６は、解析条件を設定する（ステップＳ３１、Ｓ３２）。設定される解析条件は、例えば、解析対象の電子機器（一例として携帯電話）の構造を表すデータ、電子機器を構成する材料の材料定数（例えば、比誘電率、比透磁率、損失を表す材料定数等）、入出力における励振条件、解析領域（範囲）、解析領域を閉空間にするための境界条件等である。電子機器の構造を表すデータは、例えば、ＣＡＤシステム５７から供給されてもよい。

アンテナ電磁界分布解析部７５は、設定された解析条件に基づいて、解析対象となる電子機器周辺のアンテナの磁界分布をシミュレーションによって解析する（ステップＳ３３）。解析結果として、例えば、解析対象である電子機器の近傍平面におけるアンテナ磁界分布を表すデータが得られる。

基板近傍電磁界分布解析部７６は、設定された解析条件に基づいて、解析対象となる電子機器の基板に設けられた電子部品周辺の基板近傍電磁界分布をシミュレーションによって解析する（ステップＳ３４）。解析結果として、例えば、解析対象である電子部品の近傍平面における基板近傍電磁界分布を表すデータが得られる。

アンテナ電磁界分布入力部５１は、アンテナ磁界分布解析（ステップＳ３３）の解析結果を記憶部１８へ保存する（ステップＳ１５）。

基板近傍電磁界分布入力部５２は、基板近傍電磁界分布解析（ステップＳ３４）の解析結果を記憶部１８へ保存する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１５およびステップＳ１６以降の処理は、実施の形態１における設計支援装置１００の処理（図４参照）と同様であるので、説明を省略する。

［第３の実施形態］
図９は、本実施形態にかかる設計支援装置の構成を表す機能ブロック図である。図９においては、図１に示す設計支援装置１００と同様の部分には同様の番号を付し、その説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態にかかる設計支援装置１０４において、インタフェース部１６ａは、ユーザインタフェース６９、アンテナデータ入力部６１、アンテナ電磁界分布記憶部６３、アンテナ電磁界分布選択部６２、アンテナ電磁界分布入力部５１ａ、アンテナ電磁界分布解析部７５ａ、部品データ入力部６４、部品ノイズ記憶部６６、ノイズデータ生成部６５、配線パターン生成部６７、配線ノイズデータ生成部６８および基板近傍電磁界分布入力部５２ａを備える。演算部１７、出力部１９の構成および動作は、図１に示す設計支援装置１００の構成および動作と同様である。

ユーザインタフェース６９は、例えば、キーボードやマウス等の入力装置で構成される。アンテナデータ入力部６１は、設計者からユーザインタフェース６９を介して、解析対象の電子機器におけるアンテナに関するデータを入力する。アンテナデータは、電子機器が備えるアンテナの特性、種類、識別子、構造、アンテナが実装される電子機器等のうちの少なくとも１つを表すデータである。

アンテナ電磁界分布記憶部６３には、複数のアンテナについてのアンテナ電磁界分布データが予め記憶されている。この予め記憶されるアンテナ電磁界分布データは、例えば、過去に測定されたアンテナの磁界分布またはシミュレーションによって生成されたアンテナの磁界分布を表すデータである。

アンテナ電磁界分布選択部６２は、アンテナデータ入力部６１が入力したアンテナアンテナデータに基づいて、アンテナ電磁界分布記憶部６３から適切なアンテナ電磁界分布データを読み込んで、前記アンテナ電磁界分布入力部５１ａへアンテナ電磁界分布データとして渡す。アンテナ電磁界分布入力部５１ａは、アンテナ電磁界分布データを記憶部１８へ記憶し、演算部１７からアクセスできるようにする。

部品データ入力部６４は、解析対象の電子機器の回路基板に設けられる電子部品の配置を表す部品データを入力する。部品データ入力部６４、例えば、設計者からユーザインタフェース６９を介して入力される部品の配置を表すデータを部品データとして受け付ける。

部品ノイズ記憶部６６には、電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータが複数の電子部品について記憶されている。ノイズデータ生成部６５は、この複数の電子部品についてデータの中から、部品データ入力部６４が入力した部品データで表される電子部品に関するデータを選んで読み込む。ノイズデータ生成部６５は、この読み込んだデータと前記部品データとに基づいて基板近傍電磁界分布データを生成し、基板近傍電磁界分布入力部５２ａへ渡す。

配線パターン生成部６７は、部品データ入力部６４が入力した部品データに基づいて、部品データで示される電子部品に接続される配線のパターンを示す配線データを生成する。配線ノイズデータ生成部６８は、配線パターン生成部６７が生成した配線データに基づいて、配線からから発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表すデータを生成する。生成したデータは基板近傍電磁界分布データとして基板近傍電磁界分布入力部５２ａへ渡される。基板近傍電磁界分布入力部５２ａは、基板近傍電磁界分布データを記憶部１８へ記憶し、演算部１７からアクセスできるようにする。

次に、設計支援装置１０４の動作について、図を用いて説明する。図１０は、設計支援装置１０４における処理の動作を示すフローチャートである。図１０に示すステップにおいて、図４に示すステップと同様のステップには同様の番号を付し、説明を省略する。

図１０において、まず、インタフェース部１６ａが、アンテナ磁界分布データを生成する（ステップＳ１５０）。アンテナ磁界分布データを生成する処理の詳細は後述する。アンテナ電磁界分布入力部５１ａは、ステップＳ１５０で生成されたアンテナ磁界分布データを記憶部１８に保存する（ステップＳ１５）。また、インタフェース部１６ａは、基板近傍電磁界分布データを生成する（ステップＳ１６０）。基板近傍電磁界分布データを生成する処理の詳細は後述する。基板近傍電磁界分布入力部５２ａは、ステップＳ１６０で生成された基板近傍電磁界分布データを記憶部１８へ保存する。

以降のステップＳ１７〜Ｓ２１の処理は、図４に示すステップＳ１７〜Ｓ２１の処理と同様である。

ここで、アンテナ磁界分布データを生成する処理（ステップＳ１５０）の詳細について図１１を参照して説明する。まず、アンテナデータ入力部６１が、ユーザインタフェース６９を介して設計者からのアンテナデータの入力を受け付ける（ステップＳ１５０１）。アンテナデータとして、設計者が解析しようとするアンテナで送受信される電磁波の周波数、アンテナが実装される携帯電話の種類、アンテナの型、解析対象のアンテナを指定するための識別子等がアンテナデータとして入力される。

アンテナ電磁界分布選択部６２は、ステップＳ１５０１で入力されたアンテナデータを用いて、アンテナ電磁界分布記憶部６３に記憶された複数のアンテナのアンテナ電磁界分布データを参照し、入力されたアンテナデータに応じたアンテナのアンテナ電磁界分布データを抽出する（ステップＳ１５０２）。なお、アンテナ電磁界分布記憶部６３に記憶される複数のアンテナ電磁界分布データには、それぞれＩＤが割り当てられていることが好ましい。

図１２は、アンテナ電磁界分布記憶部６３に記憶されているアンテナ磁界分布データに対応付けられるデータの例である。図１２に示す例では、それぞれのアンテナ磁界分布データの示すＩＤに、携帯電話の種類、周波数、使用するアンテナが対応付けられて記憶されている。このように、アンテナ磁界分布データに関わるデータをＩＤごとに対応付けておけば、解析対象のアンテナを示すアンテナデータに対応したアンテナ磁界分布データのＩＤを検索することが容易になる。

図１２における携帯電話の種類は、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ―ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）やＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ
ＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等のシステム種別や、型番名等とすることができる。

例えば、アンテナデータ入力部６１で入力されたアンテナデータが、解析対象のアンテナが実装される携帯電話の種類がＷ−ＣＤＭＡであること、携帯電話の送受信電波の周波数帯域が７００ＭＨｚ〜８００ＭＨｚであること、アンテナの種類はＡ型であることを示している場合、アンテナ電磁界分布選択部６２は、図１２に示すデータにおいて、これらの条件を満たすＩＤ＝１のアンテナ電磁界分布データを、アンテナ電磁界分布記憶部６３から抽出する。

なお、アンテナデータ入力部６１が入力したアンテナデータが示すアンテナ電磁界分布データは複数あってもよい。例えば、解析対象の携帯電話に複数のアンテナが実装される場合、それらの複数のアンテナを示すアンテナデータがアンテナデータ入力部６１によって入力される。その場合、アンテナ電磁界分布選択部６２は、それらの複数のアンテナにおけるアンテナ電磁界分布データをアンテナ電磁界分布記憶部６３から抽出する。

また、設計者は、アンテナデータ入力部６１が入力アンテナデータとして、例えば、解析対象のアンテナのアンテナ電磁界分布データを識別するためのＩＤを指定することができる。この場合、アンテナ電磁界分布選択部６２は、指定されたＩＤのアンテナ電磁界分布データをアンテナ電磁界分布記憶部６３から抽出する。

このように、アンテナデータが示すアンテナに対応するアンテナ電磁界分布データがアンテナ電磁界分布記憶部６３に存在する場合（ステップ１５０３でＹｅｓ）、アンテナ電磁界分布選択部６２が、該当するアンテナ電磁界分布データを取得し（ステップＳ１５０４）、その取得したデータをアンテナ電磁界分布入力部へ渡す（ステップＳ１５０６）。

もし、アンテナデータで示されるアンテナに対応するアンテナ電磁界分布データがアンテナ電磁界分布記憶部６３に存在しない場合（ステップＳ１５０３でＮｏ）、アンテナ電磁界解析部７５ａがシミュレーションによって、そのアンテナの電磁電磁界分布を示すデータを生成する（ステップＳ１５０５）。生成されたデータはアンテナ電磁界分布入力部へ渡される（ステップＳ１５０６）。

図１１に示す処理により、アンテナデータによって示されるアンテナの電磁界分布を示すアンテナ電磁界データが、アンテナ電磁界分布入力部５１ａにより設計支援装置１０４へ入力される。

次に、基板近傍電磁界分布データを生成する処理（ステップＳ１６０）の詳細について図１３を参照して説明する。まず、部品データ入力部６４が、ユーザインタフェース６９を介して設計者が指定する解析対象周波数ｆを入力する（ステップＳ１６０１）。また、部品データ入力部６４は、解析対象の携帯電話の回路基板上に設けられる電子部品の配置を表す部品データを、例えばＣＡＤシステム５７から入力する（ステップＳ１６０２）。

ＣＡＤシステム５７には、例えば、設計者が設計した携帯電話の設計データが予め記憶されている。設計データには、携帯電話の回路基板上に設けられる電子部品の配置を表すデータが含まれているので、これが部品データとして、部品データ入力部６４によって読み込まれる。部品データには、例えば、電子部品の配置される位置、大きさ、配置方向、種類、型番、端子の位置等を示すデータが含まれる。なお、部品データ入力部６４は、ＣＡＤシステム５７の設計データを読み込む替わりに、設計者からユーザインタフェース６９を介して部品データを受け付けてもよい。

図１４（ａ）は、携帯電話における電子部品の配置の例を示す図である。図１４（ａ）では、携帯電話の筐体７３に対する部品７１ａ、７１ｂの位置が示されている。なお、実際には、部品７１ａ、７１ｂは、筐体の中の回路基板に設けられる。

ノイズデータ生成部６５は、部品データ入力部６４が入力した部品データを基に、部品ノイズ記憶部６６を参照し、部品データが示す部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータを取得する（図１３のステップＳ１６０３）。部品ノイズ記憶部６６には、複数の部品について、部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータが記憶されているので、ノイズデータ生成部６５は、部品ノイズ記憶部６６のデータの中から、部品データに対応する部品のデータを抽出する。

不要輻射ノイズを表すデータは、部品から発生する不要輻射ノイズの電磁界を表すデータである。不要輻射ノイズを表すデータは、例えば、部品から一定の距離を隔てた位置における電磁界の磁界成分の分布を表すデータである。不要輻射ノイズを表すデータは、例えば、位置を示すデータと、その位置における電磁界の磁界成分または電界成分の大きさを示すデータとで構成される。各部品についての不要輻射ノイズを表すデータは、個別の部品について予め測定またはシミュレーションにより得られたデータでもよいし、部品を製造するメーカによって提供されるデータであってもよい。

ここで、部品の不要輻射ノイズを表すデータを測定により得る例を、図１５を参照して説明する。例えば、図１５に示すように、評価基板７７に実装された単体の部品７１の周辺における電磁界分布を、計算機１５の制御により基板近傍電磁界分布測定部１３が測定する。これにより、部品７１が単体で動作している状態で発生する不要輻射ノイズが測定される。その測定結果は、部品７１の不要輻射ノイズを表すデータとして計算機１５に記憶される。なお、図１５に示す基板近傍電磁界分布測定部１３および計算機１５は、図２（ａ）に示した基板近傍電磁界分布測定部１３および計算機１５と同様のものを用いることができる。

このような個別の部品についての測定を様々な種類の部品それぞれについて行うことで、様々な部品の不要輻射ノイズを表すデータが得られる。部品ノイズ記憶部６６には、そのようにして得られた複数の部品についての不要輻射ノイズを表す複数のデータが記憶されている。複数のデータにはそれぞれどの部品についての不要輻射ノイズであるかを識別するためのＩＤが割り当てられている。ＩＤは、例えば、部品の種類、メーカ、周波数等を示すデータと対応付けられて記憶されている。

図１６は、ＩＤに対応付けられるデータのテーブルの例である。図１６に示す例では、それぞれの不要輻射ノイズを表すデータのＩＤに、部品の種類、周波数、製造元のメーカ、商品の番号を表すデータが対応付けられて記憶されている。

ノイズデータ生成部６５は、図１６に示すようなテーブルを参照することにより、部品データ入力部６４が入力した部品データに対応する部品の不要輻射ノイズを表すデータのＩＤを特定することができる。例えば、図１６に示すテーブルのように、個別の電子部品の不要輻射ノイズを表すデータのＩＤを、ＣＰＵ、電源、メモリ等の部品の種類、すなわち部品の機能を表すデータと対応付けて記憶させることで、解析対象となる電子部品の種類に対応する不要輻射ノイズデータを必要に応じて取り出すことが容易となる。

また、部品ノイズ記憶部６６が、例えば、過去に使用された部品についての不要輻射ノイズを表すデータが記憶することで、過去のデータを有効に活用することができる。その結果、様々なパターンの電子部品の配置について、試作を繰返し行うことなく、ノイズ問題発生の有無をおよび優劣を判定することができる。

配線パターン生成部６７は、ステップＳ１６０２で入力された部品データに基づいて、部品間の配線パターンを示す配線データを生成する（ステップＳ１６０４）。配線データは、例えば、配線の位置を示すデータ等である。配線パターン生成部６７は、例えば、部品データが示す部品の端子間を接続する最短の線を自動的に計算して配線データを生成してもよいし、ユーザインタフェース６９を介して設計者から入力された配線パターンを示すデータを用いて配線データを生成してもよい。

図１４（ｂ）は、部品間の配線パターンの例を示す図である。図１４（ｂ）に示す例では、部品７１ａと部品７１ｂとが配線７２によって接続されている。

配線ノイズデータ生成部６８は、ステップＳ１６０４で生成された配線データで表される配線を通る信号の時系列波形を取得する（ステップＳ１６０５）。部品から出力される信号の時系列波形を示すデータが、予め、例えば部品ノイズ記憶部等に記憶されている。配線ノイズデータ生成部６８は、その時系列波形を示すデータを取得する。時系列波形を示すデータは、例えば、オシロスコープに接続されたプローブを部品の各端子にあてて、各端子から出力される信号の時系列波形を測定することにより得られる。また、部品の各端子から出力される信号の周期、周波数、立ち上がり時間等を示すデータが、部品のスペック情報として部品メーカから提供されている場合もあるので、そのようなデータを、配線を通る信号の時系列波形を示すデータとして用いることもできる。

配線ノイズデータ生成部６８は、配線を通る信号の時系列波形を基に、その配線から発生するノイズの強度を算出する（ステップＳ１６０６）。配線ノイズデータ生成部６８は、例えば、時系列波形を高速フーリエ変換（ＦｉｒｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）することによって、配線を通る信号のスペクトルを求め、そのスペクトルから、配線から発生するノイズの強度の周波数変化を求めることができる。配線ノイズデータ生成部６８は、ノイズの強度の周波数変化から解析対象周波数ｆにおけるノイズ強度を算出することができる。

なお、配線から発生するノイズの大きさを求める方法は、上記の高速フーリエ変換を用いる方法に限られない。例えば、配線を流れる信号により発生する電磁界を、シミュレーションにより計算することもできる。

図１７は、配線から発生するノイズの強度の周波数変化を表すグラフである。図１７に示すグラフにおいて、横軸は周波数、縦軸はノイズの強度を示している。このグラフから解析対象周波数ｆにおけるノイズ強度Ｎｆが得られる。

配線ノイズデータ生成部６８は、配線から発生するノイズの強度と、配線の位置を示すデータとで、配線によるノイズ強度の分布を表すデータ、すなわち配線から発生する不要輻射ノイズを表すデータを生成する。

ステップＳ１６０３で得られた部品の不要輻射ノイズを表すデータと、ステップＳ１６０６で得られた配線の不要輻射ノイズを表すデータは、基板近傍電磁界分布入力部５２ａに渡される。基板近傍電磁界分布入力部５２ａは、これらのデータを基板近傍電磁界分布データとして記憶部１８へ記憶する（ステップＳ１６０７）。

図１３に示す処理により、携帯電話の電子部品の配置を表すデータから、その電子部品およびその電子部品に接続される配線から発生する不要輻射ノイズの基板近傍電磁界分布を表すデータが生成される。

以上のように、本実施形態にかかる設計支援装置１０４は、アンテナの磁界分布を示すデータがアンテナ電磁界分布記憶部６３に、部品から発生する不要輻射ノイズを示すデータが部品ノイズ記憶部６６に予め記憶されている構成である。そのため、インタフェース１６ａにこれらのデータが用いられることにより、携帯電話のアンテナ構成や、部品の配置等が決定した段階で、試作を行うことなく、ノイズ問題発生の有無および優劣を判定することが可能になる。

［第４の実施形態］
図１８は、本実施形態における設計支援装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態における設計支援装置の構成は、図７に示す設計支援装置と同様である。図１８に示す処理は、ＣＡＤシステム５７で、異なる部品配置を持つ複数の携帯電話の構造を表すデータが作成された場合に、それぞれの携帯電話について解析を行う場合の処理の例である。

まず、インタフェース部１６ａが、１番目の携帯電話についてアンテナ磁界分布データを生成する（ステップＳ１５０）。アンテナ磁界分布データを生成する処理は図１１に示した処理と同様である。アンテナ電磁界分布入力部５１ａは、ステップＳ１５０で生成されたアンテナ磁界分布データを記憶部１８に保存する（ステップＳ１５）。また、インタフェース部１６ａは、１番目の携帯電話について基板近傍電磁界分布データを生成する（ステップＳ１６０）。基板近傍電磁界分布データを生成する処理は図１３に示した処理と同様である。基板近傍電磁界分布入力部５２ａは、ステップＳ１６０で生成された基板近傍電磁界分布データを記憶部１８へ保存する。

演算部１７は、記憶部１８へ保存されたアンテナ磁界分布データおよび基板近傍電磁界分布データを読み出して、相関値分布データを生成する（ステップＳ１７）。相関値分布データの生成処理は、実施の形態１における相関値生成部５３による相関値生成処理（図１のステップＳ１７）と同様の処理によって行うことができる。

相関値分布データは、アンテナ磁界分布データが示す領域と基板近傍で生地界分布データが示す領域の重なる部分、すなわち不要輻射ノイズ発生領域における相関値の分布を表すデータである。相関値分布データは、例えば、不要輻射ノイズ発生領域内の複数の点それぞれにおける相関値の集合で表現される。

演算部１７は、相関値分布データを用いて、評価値を算出する（ステップＳ１７ａ）。演算部１７は、例えば、相関値分布データで表される相関値の集合のうち、最大値を評価値として生成する。この場合、評価値は、基板近傍電磁界がアンテナの磁界成分に及ぼす影響の度合いが最も大きい点の相関値を示すことになる。

なお、評価値は、最大値に限られない。例えば、相関値の集合のうちの最小値、相関値の平均値、相関値の和、相関値の積等であってよい。

上記ステップＳ１７ａの処理により、１番目の携帯電話の構造を表すデータについて、評価値が生成されると、設計支援装置１０３は、ＣＡＤシステム５７に解析対象となる携帯電話（２番目の携帯電話）の構造を表すデータが存在するか否かを判断する（ステップＳ１７ｂ）。解析対象となるデータが存在すると判断されれば、そのデータに基づいて２番目の携帯電話についてアンテナ電磁界分布データ生成処理処理（ステップＳ１５０）および基板近傍電磁界分布データ生成処理（ステップＳ１６０）が実行される。以降、１番目の携帯電話について、ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１７ａの処理が繰り返される。

このようにして、ＣＡＤシステム５７で作成された、異なる部品配置を持つ複数の携帯電話の構造を表すデータについて、順次、評価値が生成される。出力部１９は、それらの評価値を対比可能なようにディスプレイ等に表示してもよい（ステップＳ２１）。設計者は、出力部１９による表示を見ることにより、ＣＡＤシステム５７で作成された複数の携帯電話の構造を表すデータの評価値を比較することができる。

図１９（ａ）は、携帯電話における部品配置の一例を示す図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）とは異なる部品配置の例を示す図である。図１９（ａ）に示す部品７１ａの筐体７３に対する位置と、図１９（ｂ）に示す部品７１ａの筐体７３に対する位置は同じであるが、図１９（ａ）に示す部品７１ｂの筐体７３に対する位置と、図１９（ｂ）に示す部品７１ｂの筐体７３に対する位置は異なっている。このように、部品の配置が異なると、部品７１ａ、７１ｂおよび配線７２から発生する不要輻射ノイズの近傍電磁界分布も異なる。そのため、不要輻射ノイズがアンテナを介する電磁波の送受信機能に与える影響も異なる。その影響の度合いは上記の図１８に示す処理のステップＳ１７ａで生成される評価値に反映される。したがって、設計支援装置は、図１８に示す処理によって、携帯電話の設計の初期段階で、部品および配線のノイズ問題発生の有無、ノイズ問題の発生箇所、ノイズによる影響の優劣等を複数の部品配置について判断することができる。

図２０（ａ）は、図１９（ａ）に示す部品配置を持つ携帯電話を試作した場合に、その携帯電話のアンテナが送受信する信号に含まれるノイズの大きさの実測値を示すグラフである。図２０（ｂ）は、図１９（ｂ）に示す部品配置を持つ携帯電話を試作した場合に、その携帯電話のアンテナが送受信する信号に含まれるノイズの大きさの実測値を示すグラフである。図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、部品配置の違いにより、アンテナの送受信信号に含まれるノイズの大きさが異なる。このようなノイズの実測値と、図１８のステップＳ１７で生成される相関値とを対応付けてデータとして記憶しておくことができる。出力部１９は、例えば、ノイズの実測値と相関値とを対比可能なようにディスプレイ等に表示してもよい。このような表示は、設計者が相関値からノイズの問題発生を推定する手助けになる。

［第５の実施形態］
本実施形態は、上記第３、４の実施形態における設計支援装置を、より複雑な構成の基板を有する携帯電話の設計について適用した場合の実施形態である。本実施形態の設計支援装置の構成は、上記第３または第４の実施形態と同様にすることができるのでその説明を省略する。

図２１は、本実施形態における設計支援装置の解析対象となる携帯電話のＹＺ平面における断面図である。図２１に示す携帯電話８０は、筐体８１、アンテナ８７、および筐体８１内に設けられたメイン基板８２およびサブ基板８４を備える。メイン基板８２の上面には、部品８５ａ、８５ｂ、８５ｃが設けられ、下面には部品８５ｆ、８５ｄ、８５ｅが設けられている。メイン基板８２の下側にサブ基板８４がコネクタ８６を介して設けられている。サブ基板の上面には部品８５ｈ、下面に部品８５ｇが設けられている。

本実施形態における設計支援装置の動作は、図１０に示す動作と同様である。図１０の示す処理中の基板近傍電磁界データ生成（ステップＳ１６０）の詳細は、図１３に示される。図１３に示した処理の部品データ入力（ステップＳ１６０２）において、本実施形態における部品データ入力部６４は、図２１に示す部品の配置を表すデータを部品データとして入力する。

次のステップＳ１６０４において、本実施形態におけるノイズデータ生成部６５は、図２１に示す部品８５ａ〜８５ｈそれぞれの不要輻射ノイズを表すデータを部品ノイズ記憶部６６から取得する。この際、取得した部品８５ａ〜８５ｈそれぞれの不要輻射ノイズを表すデータは、例えば、部品から所定の距離だけ離れた平面における近傍電磁界の磁界成分の分布を表すデータである。ノイズデータ生成部６５は、これらの複数の部品８５ａ〜８５ｈについての近傍電磁界の磁界成分分布を合成して、例えば、メイン基板８２から一定の距離だけ離れたＸＹ平面８８における分布を求める。ノイズデータ生成部６５は、部品８５ａ〜８５ｈそれぞれの不要輻射ノイズを表すデータを、ＸＹ平面８８における近傍電磁界の磁界成分を表すデータに変換することが好ましい。

例えば、部品８５ｇについて、部品ノイズ記憶部６６から取得したデータが、部品８５ｇからｍ１だけ離れた平面８８ａにおける近傍電磁界の分布を表すデータであった場合、ノイズデータ生成部６５は、これを部品８５ｇからｍ２だけ離れた平面における近傍電磁界の分布を表すデータに変換する。これにより、部品８５ｇの不要輻射ノイズを表すデータは、ＸＹ平面８８における電磁界の分布を表すデータとなる。

通常、部品から放射されるノイズの強度は、部品からの距離ｒによって変化する。例えば、部品８５ｇから放射されるノイズの強度は、部品８５ｇからの距離をｒとすると、部品８５ｇに近い所では、１／ｒ³に比例し、ある距離を超えると１／ｒ²、さらにある距離を超えると１／ｒに比例することが知られている。このような関係を用いて、ｍ１とｍ２の距離の差を考慮することにより、部品ノイズ記憶部６６から取得したノイズの強度を、ＸＹ平面８８におけるノイズの強度に変換することができる。

また、例えば、部品８５ｃと部品８５ｇのように、Ｚ方向に重なっている部品がある場合、ノイズデータ生成部６５は、部品８５ｃ、８５ｇが重なっている部分については、不要輻射ノイズの強度を足し合わせた値を、その部分における不要輻射ノイズの強度とすることができる。

このようにして、ノイズデータ生成部６５は、部品８５ａ〜８５ｈから発生する不要輻射ノイズのＸＹ平面８８における電磁界の磁界成分の分布を表すデータを生成することができる。生成されたデータは、部品８５ａ〜８５ｈの不要輻射ノイズによる基板近傍電磁界分布データとして以降の処理で使用される。

以上、設計支援装置を、複雑な構成の基板を有する携帯電話の設計について適用した場合の実施形態について図２１に示す構造の携帯電話を例に説明したが、設計支援装置が適用される携帯電話の構造は図２１に示す構造に限られない。複数の基板が接続された構造や、基板の両面に部品が実装されている構造を有するその他の電子機器にも設計支援装置が適用されうる。

以上のように、実施の形態１〜５によれば、アンテナの磁界分布と基板近傍電磁界分布の２つの分布から計算される値と、送受信障害が起こらないために必要な判定閾値と比較することによって、回路基板に実装する半導体ＩＣ等の電子部品や各電子部品間に引き回される配線パターンに起因する不要輻射ノイズによる送受信特性への影響を、簡単な構成で容易に把握することができる。さらに、ノイズ対策による効果を携帯電話端末の実使用時を想定しながら定量的に把握することができる。携帯電話端末の設計過程において、設計支援装置が、図４、８、１０または１７に示すフローチャートの処理を行うことで開発期間の短縮化ができ、開発投資の低減も行うことができる。

なお、実施の形態１〜５における設計支援装置は、電磁波解析装置として利用することもできる。

本発明にかかる電磁波解析装置、電磁波解析プログラムは、電子機器の回路基板上に設けられる部品または配線の配置が、電子機器のアンテナを介する送受信機能に与える影響についての情報を得ることができる電磁波解析装置および電磁波解析プログラムとして利用できるので、電子機器の効率的な開発に有用である。

第１の実施形態にかかる設計支援装置の構成を表す機能ブロック（ａ）は、第１の実施形態にかかる測定部の詳細な構成を含む設計支援装置の構成を表す機能ブロック図と基板の概略図である。（ｂ）は筐体を含む携帯電話全体の概略図である。測定部の他の構成を表す機能ブロック図第１の実施形態にかかる設計支援装置の動作を示すフローチャート携帯電話のアンテナが受信する電波を測定するための構成を示す図（ａ）は、アンテナの磁界分布をＸＹ座標上に表示した画像の例である。（ｂ）は、不要輻射ノイズの基板近傍電磁界磁界分布をＸＹ座標上に表示した画像の例である。（ｃ）は、相関値の分布をＸＹ座標上に表示した画像の例である。第２の実施形態における設計支援装置の構成を表す機能ブロック図第２の実施形態にかかる設計支援装置の動作を示すフローチャート第３の実施形態における設計支援装置の構成を表す機能ブロック図第３の実施形態にかかる設計支援装置の動作を示すフローチャート、アンテナ磁界分布データを生成する処理を示すフローチャートアンテナ磁界分布データに対応付けられるデータの例基板近傍電磁界分布データを生成する処理を示すフローチャート（ａ）は、携帯電話における電子部品の配置の例を示す図である。（ｂ）は、部品間の配線パターンの例を示す図である。評価基板に実装された部品の不要輻射ノイズを測定する機器の構成を示す図である。不要輻射ノイズを表すデータに対応付けられるデータのテーブルの例配線から発生するノイズの強度の周波数変化を表すグラフ第４の実施形態における設計支援装置の動作を示すフローチャート。（ａ）は、携帯電話における部品配置の一例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）とは異なる部品配置の例を示す図である。（ａ）は、図１９（ａ）に示す部品配置を持つ携帯電話におけるノイズの大きさの実測値を示すグラフである。（ｂ）は、図１９（ｂ）に示す部品配置を持つ携帯電話におけるノイズの大きさの実測値を示すグラフである。第５の実施形態における設計支援装置の解析対象となる携帯電話のＹＺ平面における断面図

符号の説明

１２アンテナ電磁界分布測定部
１２ａ測定器（アンテナの磁界成分用）
１３基板近傍電磁界分布測定部
１３ａ測定器（基板近傍電磁界用）
１４携帯電話
１４ａ基板
１５計算機
１６、１６ａインタフェース部
１７演算部
１８記憶部
１９出力部
２１測定部
２１ａ測定器
２１ｂ検出器
２２ａ、２２ｂＩＣ
２３電源端子
２４クロック端子
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ信号端子
２６グランド端子
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ信号端子
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ配線
２９アンテナの磁界分布
３０アンテナの磁界分布の中で予め決めておいた閾値を超えた部分
３１周波数スペクトラム
３２、８７アンテナ
３３ＲＦ回路ブロック
３４メモリ
３５ＣＰＵ
３６、３７電源
３８配線
４０ａ基板近傍電磁界分布測定面
４０ｂアンテナ磁界分布測定面
４２指針情報生成部
４４判定部
４５抽出部
４６周波数入力部
４７位置入力部
５１、５１ａアンテナ電磁界分布入力部
５２、５２ａ基板近傍電磁界分布入力部
５３相関値生成部
５４比較部
５５基板設計データ入力部
５６指針情報生成部
５７ＣＡＤシステム
５８修正部
５９制御部
６１アンテナデータ入力部
６３アンテナ電磁界分布記憶部
６２アンテナ電磁界分布選択部
６４部品データ入力部
６６部品ノイズ記憶部
６５ノイズデータ生成部
６７配線パターン生成部
６８配線ノイズデータ生成部
６９ユーザインタフェース
７１、７１ａ、７１ｂ部品
７２配線
７３、８１筐体
７５、７５ａアンテナ電磁界分布解析部
７６基板近傍電磁界分布解析部
７７評価基板
８０携帯電話
８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ、８５ｅ、８５ｆ、８５ｇ、８５ｈ部品
８６コネクタ
８８ＸＹ平面
９４測定器
９５スイッチ
９６外部端子
１００、１０３、１０４設計支援装置

Claims

アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響を調べる電磁波解析装置であって、
前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力するアンテナ電磁界分布入力部と、
前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する基板近傍電磁界分布入力部と、
前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界の分布及び前記近傍電磁界の分布が重なる部分において、互いに対応する位置における前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との相関性を表す相関値を、前記重なる部分における複数の位置について計算することで、相関値の分布を生成する相関値生成部とを備える電磁波解析装置。
前記基板近傍電磁界分布入力部は、前記回路基板に設けられる前記電子部品間を接続する配線から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表すデータを、前記基板近傍電磁界分布データとしてさらに入力する請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記相関値分布内の各々の相関値と、予め決められた閾値とを比較することにより、前記電子機器における電磁波の送受信障害の有無を判断する比較部をさらに備える請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記相関値は、互いに対応する位置における前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との積を含む請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記相関値生成部は、前記相関値の最大値または最小値またはその両方を評価値としてさらに生成する請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データは、各座標におけるベクトルで表されるデータであって、
前記相関値生成部は、互いに対応する座標にある前記アンテナ電磁界分布データのベクトルの少なくとも１つの成分と、前記基板近傍電磁界分布データのベクトルの前記成分との積を用いて相関値を算出することによって、前記相関値の分布を生成する請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を、前記電子機器周辺の電磁界を測定することにより求め、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布測定部を備える、請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記電子機器が動作することによって前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品から放射される不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を、前記電子部品周辺の電磁界を測定することにより求め、前記基板近傍電磁界分布入力部へ基板近傍電磁界分布データとして渡す基板近傍電磁界分布測定部をさらに備える、請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を、前記電子機器周辺の電磁界を解析するシミュレーションにより求め、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布解析部をさらに備える、請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記電子機器が動作することによって前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品から放射される不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を、前記電子部品周辺の電磁界を解析するシミュレーションにより求め、前記基板近傍電磁界分布入力部へ基板近傍電磁界分布データとして渡す基板近傍電磁界分布解析部をさらに備える、請求項１に記載の電磁波解析装置。
電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータを、複数の電子部品について記憶する部品ノイズ記憶部と、
前記電子機器の回路基板に設けられる電子部品の配置を表す部品データを入力する部品データ入力部と、
前記部品データで表される電子部品から発生する不要輻射ノイズを表すデータを、前記部品ノイズ記憶部から読み込んで、読み込んだ該データと前記部品データとを用いて前記基板近傍電磁界分布データを生成し、前記基板近傍電磁界分布入力部へ渡すノイズデータ生成部とをさらに備える請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記部品データに基づいて、前記回路基板に設けられる電子部品に接続される配線パターンを示す配線データを生成する配線パターン生成部と、
前記配線データに基づいて、前記配線からから発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表すデータを生成し、生成したデータを前記基板近傍電磁界分布データとして前記基板近傍電磁界分布入力部へ渡す配線ノイズデータ生成部とをさらに備える請求項１１に記載の電磁波解析装置。
前記アンテナ電磁界分布データを、複数のアンテナについて記憶するアンテナ電磁界分布記憶部と、
前記電子機器におけるアンテナに関するデータを入力するアンテナデータ入力部と、
前記アンテナデータで表されるアンテナに対応するアンテナ電磁界分布データを、前記アンテナ電磁界分布記憶部から読み込んで、前記アンテナ電磁界分布入力部へアンテナ電磁界分布データとして渡すアンテナ電磁界分布選択部とをさらに備える請求項１に記載の電磁波解析装置。
前記電子機器は、携帯電話である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電磁波解析装置。
前記アンテナ電磁界分布データは、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分を電流で表したアンテナ電流または前記電磁波の電界成分を電圧で表したアンテナ電圧の分布を表すデータである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電磁波解析装置。
請求項１〜１３に記載のいずれか１項に記載の電磁波解析装置を含む設計支援装置。
アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響を調べる処理をコンピュータに実行させる電磁波解析プログラムであって、
前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力するアンテナ電磁界分布入力処理と、
前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する基板近傍電磁界分布入力処理と、
前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界の分布及び前記近傍電磁界の分布が重なる部分において、互いに対応する位置における前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との相関性を表す相関値を、前記重なる部分における複数の位置について計算することで、相関値の分布を生成する相関値生成処理とをコンピュータに実行させる電磁波解析プログラム。
アンテナを介して電磁波の送受信を行う電子機器の回路基板から発生する不要輻射ノイズが、前記アンテナを介して送受信される電磁波に及ぼす影響をコンピュータを用いて調べる電磁波解析方法であって、
前記コンピュータが備えるアンテナ電磁界分布入力部が、前記アンテナを介して送受信される電磁波の磁界成分または電界成分であるアンテナの電磁界の分布を表すアンテナ電磁界分布データを入力する工程と、
前記コンピュータが備える基板近傍電磁界分布入力部が、前記回路基板に設けられる電子部品から発生する不要輻射ノイズによる近傍電磁界の電界成分または磁界成分またはその両方の分布を表す基板近傍電磁界分布データを入力する工程と、
前記コンピュータが備える相関値生成部が、前記アンテナ電磁界分布データおよび前記基板近傍電磁界分布データに基づいて、前記アンテナの電磁界の分布及び前記近傍電磁界の分布が重なる部分において、互いに対応する位置における前記アンテナの電磁界の値と前記基板近傍電磁界の値との相関性を表す相関値を、前記重なる部分における複数の位置について計算することで、相関値の分布を生成する工程とを含む電磁波解析方法。