JPH04138281U - 非接触形プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被接触で共振周波数の測定を可能とする。 【構成】 支持体１１の一端部上に長さが約２ｃｍのモ
ノポールアンテナ１２，１３が平行近接して配され、そ
の電界結合状態が一定に保持され、アンテナ１２，１３
にそれぞれ同軸ケーブル１４，１５の一端が接続されて
いる。トラッキングジェネレータ２３の出力を同軸ケー
ブル１４へ供給し、同軸ケーブル１５の出力をスペクト
ルアナライザ２４へ供給し、アンテナ１２，１３の先端
を被測定物２５へ接近させる。被測定物２５の共振周波
数でアンテナ１３の出力レベルが急に下る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は例えばネットワークアナライザと共用されて、被測定物の共振周波 数や電磁シールド効果を測定することを可能とする被接触形プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来において共振回路や共振素子の共振周波数を測定するにはその共振回路や 共振素子を周波数決定要素として発振器を構成し、その発振器を発振させて発振 周波数を測定して求めていた。 あるいは共振回路や共振素子をネットワークアナライザの出力信号で励振し、 その時の共振回路や共振素子の出力をそのネットワークアナライザでスペクトル 解析することにより共振周波数を測定していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の共振周波数測定装置においては被測定物に対して電気的に接続して測定 する必要があり、また発振器として構成する必要があり、非接触で測定すること はできなかった。また電源をその回路自体へ供給しなければ測定できなかった。 更に機器の収容凹部のような金属製構造物の電気的共振周波数の測定はどこを励 振してよいか不明であり、測定が困難であり、特に共振が無いことを確認するこ とが困難であった。

【０００４】 また電磁遮蔽材の遮蔽効果を測定するものは大がかりのものであり、しかも予 め決められた寸法のものしか測定できなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案によれば、使用波長に対して十分短かい一対のモノポールアン テナが互いに電界結合され、その電界結合状態を一定に保持するようにこれらモ ノポールアンテナが支持体に支持され、これら一対のモノポールアンテナにそれ ぞれ一対の同軸ケーブルの一端が接続される。

【０００６】 請求項２の考案によれば、使用波長に対して径が十分小さい一対のループアン テナが互いに磁界結合され、その磁界結合状態を一定に保持するようにこれらル ープアンテナが支持体に支持され、これら一対のループアンテナにそれぞれ一対 の同軸ケーブルの一端が接続される。

【０００７】

【実施例】

図１に請求項１の考案の実施例を示す。支持体１１は例えば方形板状の合成樹 脂材で構成され、支持体１１の一面の一端部にその端縁とほぼ直角に、一対のモ ノポールアンテナ１２，１３が平行に並べられて保持される。モノポールアンテ ナ１２，１３にそれぞれ同軸ケーブル１４，１５の各一端が接続される。つまり 各同軸ケーブル１４，１５の各一端の中心導体をそれぞれ突出延長させてそれぞ れモノポールアンテナ１２，１３とすればよい。これらモノポールアンテナ１２ ，１３は使用波長（例えば１０〜１０００ＭＨｚ）に対して十分小さい長さであ り、例えば２ｃｍ程度とされる。

【０００８】 モノポールアンテナ１２，１３は互いに電界結合されており、その電界結合の 状態が一定に保持されるように、支持体１１に固定されている。同軸ケーブル１ ４，１５の各外導体、特にそのモノポールアンテナ１２，１３側は接続片１６で 接続されて、互いに同一電位とされている。同軸ケーブル１４，１５は支持体１ １の他端よりたばねられてケーブル１７として導出されている。この例ではモノ ポールアンテナ１２，１３の間において、支持体１１の端縁から切溝１８が形成 されている。モノポールアンテナ１２，１３の機械的保護、電気的保護、取扱い の容易さのために、図１Ｂに示すように支持体１１を含む全体が損失が小さい誘 電体材よりなるケース１９内に収容保持される。ケース１９の一端部にはその一 端面から切溝１８を含む切込み２１が形成されている。

【０００９】 この考案のプローブ２２により被測定物の例えば共振周波数を測定する場合は 、一方の同軸ケーブル１４にトラッキングジェネレータ２３の出力を供給し、ト ラッキングジェネレータ２３と連動するスペクトルアナライザ２４の受信端子に 他方の同軸ケーブル１５を接続する。この状態でプローブ２２の先端、つまりモ ノポールアンテナ１２，１３の先端を被測定物２５に近づける。この時、モノポ ールアンテナ１２から放射される電磁波がモノポールアンテナ１３に受信される が、モノポールアンテナ１２から放射される電磁波の周波数が被測定物２５の共 振周波数と一致すると、モノポールアンテナ１２から放射される電磁波が被測定 物２５に強く吸収され、モノポールアンテナ１３に受信される電磁波のレベルが 著しく低下する。この受信レベルの低下の周波数及びレベルをスペクトルアナラ イザ２４で測定することにより被測定物２５の共振周波数及びそのＱを測定する ことができる。

【００１０】 なお被測定物２５が反共振する場合は、上述の測定において反共振周波数でモ ノポールアンテナ１３の受信レベルが急に大となり、反共振周波数及びそのＱを 測定することができる。また被測定物２５が大きい場合は被測定物２５の外面に 沿ってプローブ２２を移動させながら測定すればよい。 電磁波を放射する被測定物の場合はトラッキングジェネレータ２３を省略し、 モノポールアンテナ１３で被測定物からの電波を受信してスペクトルアナライザ ２４で測定すればよい。

【００１１】 電磁シールド材のシールド能力を測定するには、切溝１８に被測定シールド材 を挿入してトラッキングジェネレータ２３とスペクトルアナライザとにより同様 に測定する。この時、被測定シールド材を同軸ケーブル１４，１５の外導体に接 続する必要があるが、このために、例えば図２Ａに示すように、支持体１１の表 面の切溝１８の内端付近に導電層２６を形成し、導電層２６をスルーホール２７ を通じて接続片１６と電気的に接続し、導電層２６に金属材の板ばね２８，２９ の一端を固定すると共に電気的に接続し、板ばね２８，２９をそれぞれ切溝１８ とほぼ平行に延長させ、他端部を切溝１８と対向した位置で互いに弾性的に対接 させる。従って被測定シールド材３１を切溝１８に挿入すると、被測定シールド 材３１が板ばね２８，２９で弾性的に挟持されて同軸ケーブル１４，１５の外導 体と電気的に接続される。

【００１２】 被測定シールド材３１の電磁シールド効果（能力）が大きい程、モノポールア ンテナ１３の受信レベルが小さくなり、シールド効果の周波数特性を測定するこ とができる。同様に被測定シールド材３１の代りに電波無反射材を切溝１８に挿 入することにより、電波無反射材の性能を測定することができる。 周波数が低くなるとモノポールアンテナ１２，１３の電界結合が著しく低下し て測定が困難になる場合は例えば図２Ｂに示すように、モノポールアンテナ１２ ，１３を金属板で構成し、互いに対向させればよい。例えば測定周波数９ｋＨｚ 〜１０ＭＨｚに対しては図２Ｂに示すものを用いる。リターンロス（反射損失） を小とするため、インピーダンス整合用抵抗減衰器を、モノポールアンテナ１２ ，１３と同軸ケーブル１４，１５との間にそれぞれ挿入してもよい。共振周波数 の測定にのみ用いる場合は、切溝１８、切込み２１を省略してもよい。支持体１ １として金属板を用い、モノポールアンテナ１２，１３は支持体１１から突出さ せるか、モノポールアンテナ１２，１３の部分は誘電体、支持体としてもよい。

【００１３】 次に図３を参照して請求項２の考案の実施例を説明する。図３において図１と 対応する部分に同一符号を付けてある。この実施例では使用波長に対して径が十 分小さい一対のループアンテナ３３，３４が支持体１１に支持され、ループアン テナ３３，３４は互いに磁界結合され、その磁界結合の状態が一定に保持される 。この例ではループアンテナ３３，３４は板状支持体１１の一面にループ面を対 接して並べて配されている。ループアンテナ３３，３４はそれぞれ同軸ケーブル １４，１５の一端に接続される。この場合ループアンテナ３３，３４の同軸ケー ブル１４，１５の各外導体との接続点を互いに内側として、つまり電流分布が大 となる部分を互いに内側としてループアンテナ３３，３４の磁界結合を比較的強 くすることが好ましい。また低い周波数例えば９ｋＨｚ〜１０ＭＨｚでの測定の ためにはループアンテナ３３，３４としてそれぞれ複数回巻いたものを用いる。 この場合は外導体との接続点を互いに内側にする必要はない。図に示してないが 図１Ｂと同様にケース内に収容して用いられる。

【００１４】 この場合もこの考案のプローブ３５を用いて被測定物２５の共振周波数を測定 する場合は図１の場合と同様に一方の同軸ケーブル１４にトラッキングジェネレ ータ２３を接続し、他方の同軸ケーブル１５にスペクトルアナライザ２４を接続 してプローブ３５を被測定物２５に近づければよい。また同時にシールド材や電 波吸収材の性能の測定を行うことができる。

【００１５】 ループアンテナ３３，３４とをそのループ面を間隔を保って対向させて磁界結 合させてもよい。その他、プローブ２２に対する変形と同様の変形をプローブ３ ５に対しても行うことができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上述べたようにこの考案のプローブによれば電子回路内の共振周波数を、電 源をその電子回路に入れることなく、プローブを接近させて測定することができ る。また電子回路内の共振周波数をこの電子回路に電源を入れた状態でも測定す ることができる。何れの場合も非接触で測定することができ、被測定物にいちい ち接続する必要はない。また電子回路のみならず導電性構造物の電気的共振周波 数も測定することができ、不要な共振が存在しないことも確実に測定することが できる。更に共振のＱが高いか低いかも比較評価することができる。アンテナの ような受動素子の共振周波数をそのまま測定することができる。クリスタル振動 子のようにＱが高い（１０，０００以上）素子も治具を併用して非接触で測定で きる。

【００１７】 これらの場合に小さなアンテナを用いその一対を接近させ、これら間で送受信 させるため、外来電波に対する感度が著しく小さく、信号レベルに対し無視でき 、シールドルームのような所でなくても測定することができる。 更に上述のようにアンテナ１２，１３間又は３３，３４間にシールド材や無反 射材を挿入することにより、これらの性能を、その寸法に影響されることなく比 較評価することができる。被測定シールド材の厚さは例えば５ｍｍ以下で自由で ある。

【提出日】平成３年８月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は例えばネットワークアナライザと共用されて、被測定物の共振周波 数や電磁シールド効果を測定することを可能とする非接触形プローブに関する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは請求項１の考案の実施例を示す平面図、Ｂ
はそれをケース内に入れた状態を示す斜視図である。

【図２】Ａは支持体１１の裏面を示す斜視図、Ｂは低周
波用モノポールアンテナを示す斜視図である。

【図３】請求項２の考案の実施例を示す平面図。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用波長に対して十分短かい互いに電界
   結合された一対のモノポールアンテナと、これらモノポ
   ールアンテナを保持し、その電界結合状態を一定に保持
   する支持体と、上記モノポールアンテナにそれぞれ一端
   が接続された一対の同軸ケーブルと、を具備する非接触
   形プローブ。
2. 【請求項２】 使用波長に対して径が十分小さい互いに
   磁界結合された一対のループアンテナと、これらループ
   アンテナを保持し、その磁界結合状態を一定に保持する
   支持体と、上記両ループアンテナにそれぞれ一端が接続
   された一対の同軸ケーブルと、を具備する非接触形プロ
   ーブ。