JP5230178B2

JP5230178B2 - 放射イミュニティ試験装置

Info

Publication number: JP5230178B2
Application number: JP2007313678A
Authority: JP
Inventors: 雄内田; 千春宮崎; 雄一佐々木; 安泰関本; 健太郎小倉; 尚人岡; 善彦小西; 登志男大竹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-12-04
Also published as: JP2009139142A

Description

この発明は、電磁ノイズを電子機器に照射して、その電子機器や、その電子機器を搭載しているシステムが正常に動作するか否かを試験する放射イミュニティ試験装置に関するものである。

従来の放射イミュニティ試験装置は、１台の信号発生器と、１台のアンプと、１台のアンテナとから構成されており、単一のアンテナから電磁ノイズを試験対象の電子機器に照射して、その電子機器が誤動作する状況を評価するようにしている（例えば、非特許文献１，２を参照）。
例えば、以下の非特許文献１に開示されている放射イミュニティ試験装置では、電磁ノイズとして、１００Ｖ／ｍ以上の電界を自動車搭載用の電子機器に照射するようにしている。

以下の非特許文献２に開示されている放射イミュニティ試験装置では、アンテナから指定の距離の垂直面内の電界レベルが均一であることが決められており、その電界レベルが均一であるエリアに試験対象の電子機器を設置して、その電子機器が誤動作する状況を評価するようにしている。

ＩＳＯ１１４５２−２ＩＥＣ６１０００−４−３

従来の放射イミュニティ試験装置は以上のように構成されているので、信号発生器、アンプ又はアンテナのいずれか１つが故障すると、イミュニティ試験を継続することができなくなる。また、単一のアンプで１００Ｖ／ｍ以上の強電界を出力することが可能なアンプは非常に高価であるため、装置の製作コストが高くなる課題があった。
また、電界レベルが均一であるエリアに試験対象の電子機器を設置する必要があるため、試験対象の電子機器が均一のエリアに入らない大型機器であれば、アンテナを移動させながらイミュニティ試験をしなければならず、試験時間が長くなる課題もあった。

この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、強電界を出力することが可能な高価なアンプを用いることなく、強電界を照射するイミュニティ試験を実施することができるとともに、アンテナを一々移動させることなく、照射する電界を均一にする必要がある電子機器や大型機器のイミュニティ試験を実施することができる放射イミュニティ試験装置を得ることを目的とする。

この発明に係る放射イミュニティ試験装置は、信号発生器から発生された試験信号を分配する分配器と、分配器により分配された試験信号を増幅する複数のアンプと、アンプにより増幅された試験信号を放射する複数のアンテナとを備え、複数のアンテナから構成されるアレーアンテナの形状がボアサイト方向に対して中央が凹状になるように複数のアンテナが配置され、複数のアンテナは、ボアサイト方向から見たときに重ならないように配置されているようにしたものである。

この発明によれば、信号発生器から発生された試験信号を分配する分配器と、分配器により分配された試験信号を増幅する複数のアンプと、アンプにより増幅された試験信号を放射する複数のアンテナとを備え、複数のアンテナから構成されるアレーアンテナの形状がボアサイト方向に対して中央が凹状になるように複数のアンテナが配置され、複数のアンテナは、ボアサイト方向から見たときに重ならないように配置されているように構成したので、強電界を出力することが可能な高価なアンプを用いることなく、強電界を照射するイミュニティ試験を実施することができるとともに、アンテナを一々移動させることなく、照射する電界を均一にする必要がある電子機器や大型機器のイミュニティ試験を実施することができる効果がある。
また、１台のアンプやアンテナが故障しても、イミュニティ試験を継続することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による放射イミュニティ試験装置を示す構成図であり、図において、信号発生器１（図中、“ＳＧ”と記載）は電磁ノイズである試験信号を発生する機器である。
分配器２は信号発生器１から発生された試験信号を分配し、その試験信号を複数のアンプ３に出力する機器である。
アンプ３（図中、“ＡＭＰ”と記載）は分配器２により分配された試験信号を増幅し、増幅後の試験信号をアンテナ４に出力する。

アンテナ４はアンプ３から出力された増幅後の試験信号を空中に放射するものであり、複数のアンテナ４からアレーアンテナが構成されている（図中、５は素子アンテナであるアンテナ４の放射パターンであり、６はアレーアンテナの放射パターンである）。
なお、放射イミュニティ試験装置から任意の距離にある所望の面内に均一な振幅の電界分布７を形成するために、複数のアンテナ４から構成されるアレーアンテナの形状が、ボアサイト方向に対して中央が凹状になるように、複数のアンテナ４が配置されている。
ただし、複数のアンテナ４は、ボアサイト方向から見たときに重ならないように配置されており、また、ボアサイト方向に向けて配置されている。

次に動作について説明する。
照射する電界を均一にする必要がある電子機器や大型機器のイミュニティ試験を実施する場合、放射イミュニティ試験装置が所望の面内に均一な振幅の電界分布７を形成する。
即ち、放射イミュニティ試験装置の信号発生器１は、電磁ノイズである試験信号（電界）を発生する。

分配器２は、信号発生器１から試験信号を受けると、その試験信号を分配して、その試験信号を複数のアンプ３に出力する。
アンプ３は、分配器２から試験信号を受けると、その試験信号を増幅して、増幅後の試験信号をアンテナ４に出力する。
アンテナ４は、アンプ３から増幅後の試験信号を受けると、その試験信号を空中に放射する。

ここで、複数のアンテナ４はアレーアンテナを構成しており、複数のアンテナ４から放射された試験信号である電界が重ね合わされて、アンテナ４から任意の距離にある所望の面内に均一な振幅の電界分布７が形成される。
即ち、アンテナ４から任意の距離にある所望の面内に均一な振幅の電界分布７を形成するために、複数のアンテナ４から構成されるアレーアンテナの形状が、ボアサイト方向に対して中央が凹状になるように、複数のアンテナ４が配置されている。
ただし、複数のアンテナ４は、ボアサイト方向から見たときに重ならないように配置されており、また、ボアサイト方向に向けて配置されている。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、信号発生器１から発生された試験信号を分配する分配器２と、分配器２により分配された試験信号を増幅する複数のアンプ３と、アンプ３により増幅された試験信号を放射する複数のアンテナ４とを備え、複数のアンテナ４から構成されるアレーアンテナの形状がボアサイト方向に対して中央が凹状になるように複数のアンテナ４が配置されているように構成したので、強電界を出力することが可能な高価なアンプを用いることなく、強電界を照射するイミュニティ試験を実施することができるとともに、アンテナ４を一々移動させることなく、照射する電界を均一にする必要がある電子機器や大型機器のイミュニティ試験を実施することができる効果を奏する。
また、１台のアンプ３やアンテナ４が故障しても、イミュニティ試験を継続することができる効果を奏する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、複数のアンテナ４を１次元状に配置しているものについて示したが、複数のアンテナ４から構成されるアレーアンテナの形状が、ボアサイト方向に対して中央が凹状になるように複数のアンテナ４が配置されていれば、複数のアンテナ４を１次元状に配置するものに限るものではなく、例えば、図２に示すように、複数のアンテナ４を２次元状に配置するようにしてもよい。
なお、図２に示すように、中央部が階段状に凹状になっているアレーアンテナでもよいし、１次曲面又は２次曲面や球面状の曲面形状のアレーアンテナでもよいし、平面と曲面の組み合せによるものでも構わない。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、複数のアンプ３が分配器２により分配された試験信号を増幅し、複数のアンテナ４がアンプ３により増幅された試験信号を放射するものについて示したが、図３に示すように、複数のアンプ３が分配器２により分配された試験信号を増幅し、さらに、複数の分配器２がアンプ３により増幅された試験信号を分配して、複数のアンテナ４がアンプ３により増幅された試験信号を放射するようにしてもよい。
つまり、上記実施の形態１では、分配器２とアンプ３が１段の縦続構成であるものについて示したが、分配器２とアンプ３が２段以上の複数段構成であってもよい
分配器２とアンプ３を複数段構成にすることにより、アンテナ４の配置条件を変えることなく、所望の面内に均一な振幅の電界分布７を形成することができる。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、複数のアンテナ４がボアサイト方向に向けて配置されているものについて示したが、図４に示すように、複数のアンテナ４が凹状の面の法線方向に向けて配置されているようにしてもよい。
このように、複数のアンテナ４を凹状の面の法線方向に向けて配置することにより、複数のアンテナ４から照射される電界が集光するため、強電界な電界分布７を形成することができる効果を奏する。

図４では、分配器２とアンプ３が１段の縦続構成であるものについて示したが、図５に示すように、分配器２とアンプ３が２段以上の複数段構成であってもよい
分配器２とアンプ３を複数段構成にすることにより、アンテナ４の配置条件を変えることなく、所望の面内に均一な振幅の電界分布７を形成することができる。
また、図４では、複数のアンテナ４を１次元状に配置しているものを示しているが、複数のアンテナ４を２次元状に配置するようにしてもよい。
また、中央部が階段状に凹状になっているアレーアンテナでもよいし、１次曲面又は２次曲面や球面状の曲面形状のアレーアンテナでもよいし、平面と曲面の組み合せによるものでも構わない。

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による放射イミュニティ試験装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
等振幅制御部８は複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振振幅を等振幅に制御する。

上記実施の形態１〜４では、等振幅制御部８が実装されていない放射イミュニティ試験装置について示したが、等振幅制御部８が実装されている放射イミュニティ試験装置では、複数の等振幅制御部８が複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振振幅を等振幅に制御することにより、複数のアンテナ４から放射される試験信号である電界を等振幅にすることが可能になる。
複数のアンテナ４から放射される電界を等振幅にすることで、所望の垂直面内に強電界な電界分布や均一なレベルの電界分布などを形成することが可能になる。

なお、等振幅制御部８は、試験信号の励振振幅を制御することができるものであればよく、例えば、アンプなどを組み込んで電気的に制御するようにしてもよいし、減衰器などを使用して制御するようにしてもよい。
また、アンプ３の出力段とアンテナ４間の接続ケーブルの損失を利用して制御するようにしてもよい。

実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による放射イミュニティ試験装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ランダム振幅制御部９はアンプ３により増幅された試験信号の励振振幅をランダムに制御する。

上記実施の形態１〜４では、ランダム振幅制御部９が実装されていない放射イミュニティ試験装置について示したが、ランダム振幅制御部９が実装されている放射イミュニティ試験装置では、複数のランダム振幅制御部９が複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振振幅をランダムに制御することにより、複数のアンテナ４から放射される試験信号である電界をランダムな振幅にすることが可能になる。
複数のアンテナ４から放射される電界をランダムな振幅にすることで、アンテナ４から任意の距離にある垂直面内に、広範囲に渡って、強電界な電界分布や均一なレベルの電界分布などを形成することが可能になる。

なお、ランダム振幅制御部９は、試験信号の励振振幅を制御することができるものであればよく、例えば、アンプなどを組み込んで電気的に制御するようにしてもよいし、減衰器などを使用して制御するようにしてもよい。
また、アンプ３の出力段とアンテナ４間の接続ケーブルの損失を利用して制御するようにしてもよい。

実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７による放射イミュニティ試験装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
等位相制御部１０は複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振位相を等位相に制御する。

上記実施の形態１〜４では、等位相制御部１０が実装されていない放射イミュニティ試験装置について示したが、等位相制御部１０が実装されている放射イミュニティ試験装置では、複数の等位相制御部１０が複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振位相を等位相に制御することにより、複数のアンテナ４から放射される試験信号である電界を等位相にすることが可能になる。
複数のアンテナ４から放射される電界を等位相にすることで、所望の垂直面内に強電界な電界分布や均一なレベルの電界分布などを形成することが可能になる。
なお、等位相制御部１０は、試験信号の励振位相を制御することができるものであればよく、例えば、ラインストレッチャーのように、線路長によって位相を制御するようにしてもよい。

実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による放射イミュニティ試験装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
ランダム位相制御部１１はアンプ３により増幅された試験信号の励振位相をランダムに制御する。

上記実施の形態１〜４では、ランダム位相制御部１１が実装されていない放射イミュニティ試験装置について示したが、ランダム位相制御部１１が実装されている放射イミュニティ試験装置では、複数のランダム位相制御部１１が複数のアンプ３により増幅された試験信号の励振位相をランダムに制御することにより、複数のアンテナ４から放射される試験信号である電界をランダムな位相にすることが可能になる。
複数のアンテナ４から放射される電界をランダムな位相にすることで、アンテナ４から任意の距離にある垂直面内に、広範囲に渡って、強電界な電界分布や均一なレベルの電界分布などを形成することが可能になる。
なお、ランダム位相制御部１１は、試験信号の励振位相を制御することができるものであればよく、例えば、ラインストレッチャーのように、線路長によって位相を制御するようにしてもよい。

この発明の実施の形態１による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態４による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態４による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態５による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態６による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態７による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。この発明の実施の形態８による放射イミュニティ試験装置を示す構成図である。

符号の説明

１信号発生器、２分配器、３アンプ、４アンテナ、５アンテナ４の放射パターン、６アレーアンテナの放射パターン、７電界分布、８等振幅制御部、９ランダム振幅制御部、１０等位相制御部、１１ランダム位相制御部。

Claims

電磁ノイズである試験信号を発生する信号発生器と、
上記信号発生器から発生された試験信号を分配する分配器と、
上記分配器により分配された試験信号を増幅する複数のアンプと、
上記アンプにより増幅された試験信号を放射する複数のアンテナとを備え、
上記複数のアンテナから構成されるアレーアンテナの形状がボアサイト方向に対して中央が凹状になるように上記複数のアンテナが配置され、
上記複数のアンテナは、ボアサイト方向から見たときに重ならないように配置されている
ことを特徴とする放射イミュニティ試験装置。
複数のアンテナがボアサイト方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の放射イミュニティ試験装置。
複数のアンテナが凹状の面の法線方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１記載の放射イミュニティ試験装置。
複数のアンプにより増幅された試験信号の励振振幅を等振幅に制御する等振幅制御部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の放射イミュニティ試験装置。
複数のアンプにより増幅された試験信号の励振振幅をランダムに制御するランダム振幅制御部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の放射イミュニティ試験装置。
複数のアンプにより増幅された試験信号の励振位相を等位相に制御する等位相制御部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の放射イミュニティ試験装置。
複数のアンプにより増幅された試験信号の励振位相をランダムに制御するランダム位相制御部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の放射イミュニティ試験装置。