JPH04294285A - 電磁環境計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現在、様々な電子装置
の障害原因となっている電磁妨害波を現場で検出し、電
子装置に発生する電磁妨害の原因を探査するための電磁
妨害波の測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電源装置等の起動時に発生する電
磁パルス、蛍光灯などから放射される電磁パルス、静電
気放電に起因する電磁パルス、さらには、アマチュア無
線・ＣＢ無線といった電磁妨害波が、電子装置の誤動作
や破壊等の障害原因となっている。半導体素子の高速度
化・低電力化にともなう電子装置の電磁妨害波に対する
耐力の低下や電磁妨害波の発生原因となる電子装置の著
しい増加による電磁環境の悪化が、この種の問題に拍車
をかけている。

【０００３】電子装置の障害原因となる電磁妨害波は、
種々のメカニズムにより発生し、その時間的な分布や電
子装置内部への侵入経路も不確実で再現性に乏しいこと
が多い。また、電磁妨害波は、多くが一過性でしかも非
常に高速度の現象であるため、その障害原因を特定する
ことは困難である。

【０００４】このような電子装置の障害の原因となる電
磁妨害波を検出するための測定器としては、従来、スペ
クトルアナライザー，ディジタルオシロスコープ，ＥＭ
Ｉ（エレクトロ　　マグネティック　　インターフェイ
ス）測定システム，妨害波・電界強度測定器，妨害波測
定レシーバー，波形デジタイザー等、数多く市販されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の測定器あるいは測定システムでは、現状において、
以下のような問題点がある。

【０００６】（１）電子装置に発生する障害と電磁妨害
波の因果関係を把握するためには、電子装置に障害が発
生したことを知らせる障害検出装置と電磁妨害測定装置
が連動し、しかも自動的に測定できることが求められて
いる。しかし、現状の測定器あるいは測定システムでこ
うした測定条件を満たし、電磁妨害波を自動測定できる
ものは存在しない。

【０００７】（２）速度や強度の異なる様々な電磁妨害
波を測定するための測定器は、サンプリング速度，波形
の受信強度レベル，トリガレベル，対象周波数領域など
が同時に複数の条件に合うように設定できることが求め
られている。ところが、１台の測定器あるいは測定シス
テムでこうした測定条件を満たすものは存在しない。

【０００８】（３）上記（２）で述べたような複数の測
定条件の設定は、たとえ測定者が測定器等から離れてい
ても、状況に応じて素早く変更できることが必要である
。しかし、そのような測定器の設定の変更や複数ある検
出素子の選択が遠隔制御可能なものは存在しない。

【０００９】以上のことから、現在、電子装置に障害が
発生した時の電磁環境を、十分に把握できない状況にあ
る。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、電子装置に障害が発生
した時に、その電子装置の内部および周囲の電磁環境を
、十分に把握可能にする電磁環境計測装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電磁環境計測装置においては、複数の検出
素子からなる電磁妨害波検出センサ部と、前記電磁妨害
波検出センサ部により検出された電磁妨害波の波形，包
絡線，ピーク値，周波数成分，波形変化率，あらかじめ
設定したレベル以上の波形数のうち一つ以上の妨害波デ
ータをバッファメモリに随時記録する妨害波測定部と、
前記電子装置に障害が発生した時にその障害発生を知ら
せるトリガ信号を出力する外部トリガセンサ部と、前記
電磁妨害波センサ部の検出素子を任意に選択して前記妨
害波測定部への接続を切り替えかつ前記外部トリガセン
サ部からの複数のトリガ信号を選択して出力する切り換
え接続部と、前記電磁妨害波検出センサ部において検出
した該妨害波データを蓄積する外部記憶部と、操作に基
づく制御信号を受け前記妨害波測定部の妨害波検出強度
やサンプリング時間や測定時間幅や周波数領域や掃引時
間を含む設定条件のうち一つ以上を変更する制御信号を
前記妨害波測定部に出力し前記電磁妨害波検出センサと
前記妨害波測定部の接続を選択して切り替える制御信号
を前記切り換え接続部に出力しかつ前記外部トリガセン
サ部あるいは前記切り換え接続部からトリガ信号が出力
された時あるいは予じめ設定されたレベル以上の該妨害
波が前記妨害波測定部に入力した時に前記妨害波測定部
で検出した該妨害波データを前記外部記憶部に伝送する
信号処理部と、を具備することを特徴としている。

【００１２】また、同じく本発明のもう一つの電磁環境
計測装置においては、上記の構成において、操作に基づ
く制御信号が伝送回線を通して送信されることを特徴と
している。

【００１３】

【作用】本発明の電磁環境計測装置では、まず、電磁妨
害波検出センサ部を構成する複数の検出素子を各種の測
定部を有する妨害波測定部に選択して接続することによ
り、電子装置の設置状況や電磁妨害波等に関する状況に
応じて最適な測定を可能にする。また、バッファメモリ
と外部記憶部を設け、障害発生を知らせる複数トリガ信
号を選択し、それを契機として自動記録を可能にすると
ともに、妨害波データの把握を容易にする。さらに、信
号処理部を介して、直接あるいは遠隔の操作に基づく制
御信号により上記検出素子やトリガ信号の選択，妨害波
測定部の測定条件を設定・変更可能にし、複合された条
件で、障害発生時の電子装置の内部および周囲の電磁環
境を十分把握可能な妨害波データが得られるようにする
。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１５】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
電磁環境遠隔計測装置のブロック図である。本実施例は
、設定条件等の設定・変更を遠隔制御を可能とする場合
を例とする。図において、１は電子装置、２−ｉ（ｉ＝
１，２，…ｎ）は複数の電磁妨害波検出センサ、３は妨
害波測定部であって、以下その構成部分として４−１は
波形測定部，４−２は波形数カウンタ部，４−３は波形
測定用バッファメモリ，５−１は周波数スペクトル測定
部，５−２は周波数スペクトル測定用バッファメモリで
ある。また、６は遠隔制御切り換え接続部、７は外部ト
リガセンサ部、８は信号処理部、９は外部記憶部、１０
はモデムＡ、１１は電話回線、１２はモデムＢ、１３は
コントローラである。

【００１６】まず、電磁妨害波検出センサ２は、アンテ
ナ，電流プローブ，電圧プローブなどで構成され、空間
を伝搬してきた電磁妨害波や電子装置１の通信線・電源
線を伝搬してきた伝導性妨害波や電子装置１の内部回路
に誘導される雑音電圧を、アンテナ，電流プローブ，電
圧プローブなどで検出し、遠隔制御切り換え接続部６を
通して妨害波測定部３に送出する。遠隔制御切り換え接
続部６は、複数個の電磁妨害波検出センサ２と妨害波測
定部３の接続を選択する機能を有し、電磁妨害波検出セ
ンサ２で検出した妨害波データを妨害波測定部３へ出力
する。

【００１７】次に、妨害波測定部３においては、波形測
定部４−１で時間波形が、波形数カウンタ部４−２であ
らかじめ設定したレベル以上の波形数が、周波数スペク
トル測定部５−１では検出した波形の周波数スペクトル
がそれぞれ取り出される。波形測定部４−１，波形数カ
ウンタ部４−２，周波数スペクトル測定部５−１の妨害
波データは、その検出時刻とともにそれぞれに対応する
バッファメモリ４−３，５−２に送出され随時記録され
る。但し、各バッファメモリ４−３，５−２に記録され
た妨害波データは、あらかじめ決められた時間幅を経過
するか、あるいは、新たに妨害波データが書き加えられ
ると自動的に消去されていく。

【００１８】外部トリガセンサ部７は、電子装置１に接
続されて絶えず電子装置１の障害発生の有無を監視し、
障害が発生した場合にはトリガ信号を出力する。外部ト
リガセンサ部７から出力されたトリガ信号は、遠隔制御
切り換え接続部６を経由するかあるいは直接的に信号処
理部８に送られ、これをトリガとしてバッファメモリ４
−３，５−２に記録されている妨害波データが外部記憶
部９に伝達される。なお、外部トリガセンサ部７からの
トリガ信号にかかわらず、バッファメモリ４−３，５−
２に記録されている妨害波データを外部記憶部９に伝達
できるように設定可能にしても良い。遠隔制御切り換え
接続部６は、外部トリガセンサ部７からのトリガ信号を
受信して信号処理部８に出力する機能と、本実施例の電
磁環境遠隔計測装置に供給する電源をＡＣ電源とバッテ
リのいずれかに選択する機能と、前記の電磁妨害波セン
サ２−ｉに電源を供給する機能も有する。

【００１９】信号処理部８にはモデムＡ１０が接続され
、電話回線１１等の伝送回線を通して遠隔地のモデムＢ
１２に接続され、このモデムＢ１２に操作用のコントロ
ーラ１３が接続される。コントローラ１３からは、妨害
波測定部４の妨害波検出強度やサンプリング時間や測定
時間幅や周波数領域や掃引時間などの妨害波測定のため
の設定や、複数個の電磁妨害波検出センサ２と妨害波測
定部３の接続を選択する制御命令が、モデムＢ１２，電
話回線１１，モデムＡ１０を介して信号処理部８に送ら
れ、測定条件を変えることができる。

【００２０】次に、上記第１の実施例中の遠隔制御切り
換え接続部６の構成を示す。図２は、その構成を示すブ
ロック図である。遠隔制御切り換え制御部６の構成部分
として、１４−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）は高周波同軸
スイッチ、１５は自己保持型リレー，１６はトリガ入力
端子Ａ、１７はトリガ入力端子Ｂ、１９は電源切り換え
用スイッチ、２０はＡＣ電源、２１はバッテリ、２２は
電源コンセント、２３はＤＣ電源、２４はＤＣ給電端子
である。また、妨害波測定部３の構成部分として、１８
−１は波形測定部入力端子Ａ、１８−２は波形測定部入
力端子Ｂ、１８−３は波形測定部入力端子Ｃ、１８−４
は波形測定部入力端子Ｄである。これ以外の構成部分は
、図１の実施例で示した同一符号の構成部分である。

【００２１】各種ある電磁妨害波検出センサ２−ｉ（ｉ
＝１，２，…ｎ）は、高周波同軸スイッチ１４−２，１
４−４の切り換え側に接続され、高周波同軸スイッチ１
４−２は高周波同軸スイッチ１４−１へ、高周波同軸ス
イッチ１４−４は高周波同軸スイッチ１４−３へそれぞ
れ接続される。このうち高周波同軸スイッチ１４−１の
切り換え側には各種ある波形測定部入力端子（Ａ，Ｂ）
１８−１，１８−２が接続され、高周波同軸スイッチ１
４−３には各種ある波形測定部入力端子（Ｃ，Ｄ）１８
−３，１８−４が接続される。これらの高周波同軸スイ
ッチ１４は、複数の電磁妨害波検出センサ２−ｉと妨害
波測定部３をつなぐラインを切り替えることにより、各
種ある電磁妨害検出センサ２−ｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）
で検出された電磁妨害波を選択して所望する波形測定部
４−１，波形数カウンタ部４−２，周波数スペクトル測
定部５−１に入力する。すなわち、対象とする電磁妨害
波の周波数領域や設置場所にあわせた電磁妨害波検出セ
ンサ２−ｉを容易に選択することができる。

【００２２】本実施例では、外部トリガセンサ部７が２
台の電子装置あるいは１台の電子装置に対して２箇所の
障害を検出する場合を想定し、検出されたトリガ信号の
入力端子としてトリガ端子Ａ１６とトリガ端子Ｂ１７を
設ける。このトリガが端子（Ａ，Ｂ）１６，１７に外部
トリガセンサ部７の２つのトリガ信号が入力される。ト
リガ信号端子１６，１７は、自己保持型リレー１５の接
点に接続され、自己保持型リレー１５は、入力したトリ
ガ信号を対象とする電子装置や障害検出の場所に応じて
切り替えることにより、入出力するトリガ信号を選択す
る機能を有する。ここで、自己保持型リレー１５は、検
出するトリガ信号の数に応じて数を増減することが可能
である。

【００２３】以上の高周波同軸スイッチ１４，自己保持
型リレー１５に関しては、電話回線を介して設定を遠隔
制御することができる。

【００２４】電源切り換え用スイッチ１９は、ＡＣ電源
２０とバッテリ２１を切り替えることができ、遠隔制御
切り換え接続部６および電源コンセント２２を通じて他
の部への電源を選択することができる。さらに、ＤＣ電
源２３は、ＤＣ給電端子２４を通じて電源供給を必要と
するタイプの電磁妨害波検出センサ２への電源供給を可
能にする。

【００２５】以上のように構成した第１の実施例の動作
および作用を述べる。

【００２６】本実施例では、まず、電子装置１の内部お
よび周囲の電磁環境を電磁妨害波検出センサ２−ｉで絶
えず検出し、任意に設定したレベル以上の電磁妨害波の
波形，包絡線，ピーク値，周波数成分，あらかじめ設定
したレベル以上の波形数のうち一つ以上の妨害波データ
を妨害波測定部３内部のバッファメモリ４−３，５−２
に随時記録していく。このとき、遠隔制御切り換えを接
続部６は、各種ある電磁妨害波検出センサ２−ｉと前記
妨害波測定部３の各部との接続を選択して切り替え、対
象とする電磁妨害波の周波数領域や設置場所に合わせた
電磁妨害波検出センサ２−ｉを容易に選択できるように
している。バッファメモリ４−３，５−２に記録された
妨害波データは、信号処理部８を通して外部記録装置９
へ電子装置１の障害発生を知らせるトリガ信号を契機と
して自動記録される。ここで、信号処理部８は、電話回
線１１を介して伝送されてくるコントローラ１３からの
制御信号により、妨害波測定部３における妨害波検出強
度やサンプリング時間や測定時間幅や周波数領域や掃引
時間などの設定条件を変更する制御信号を妨害波測定部
３に伝達するとともに、電磁妨害波検出センサ２−ｉと
妨害波測定部３の接続を選択して切り替える制御信号を
遠隔制御切り換え接続部６に伝達する。

【００２７】以上のように、本実施例では、電子装置１
に障害が発生した時に、その電子装置１の内部および周
囲の電磁環境を測定し、電磁妨害波の波形，ピーク値，
周波数成分、侵入場所等の測定データや検出時刻を自動
記録することができること、および、妨害波検出強度や
サンプリング時間や測定時間幅や周波数領域や掃引時間
などの妨害波測定のための設定条件の変更と、性能や設
置場所の異なる複数の電磁妨害波検出センサ２−ｉを選
択は、電話回線１１を介して伝送されてくる制御信号に
より遠隔操作できることによって、障害発生時の電子装
置１の内部および周囲の電磁環境の把握が十分かつ容易
になる。このため、（１）障害原因となる電磁妨害波の
電子装置への侵入への経路の特定、（２）電磁妨害波の
発生時刻の特定、（３）電磁妨害波の波形，ピーク値，
持続時間，周波数成分の測定とその種類の推定、（４）
電磁障害に対する対策技術の確立、等が可能になる。

【００２８】次に、本発明の第２の実施例を説明する。

【００２９】この第２の実施例は、本発明の実際の適用
例を示している。図３は、その構成を示す設定図である
。図において、３は波形測定部４−１，周波数スペクト
ル部５−１を有する妨害波測定部、６は遠隔制御切り換
え部、７は外部トリガセンサ部、８は外部記憶装置９を
有する信号処理部、１０はモデムＡ、１１は電話回線で
あって、第１の実施例で述べた電磁環境遠隔計測装置を
構成するものである。また、２５は電源装置、２６は帯
電した人体、２７は回線終端装置、２８は回線終端装置
用符号誤り分析装置、２９はログペリオディクアンテナ
である。

【００３０】上記において、ログペリオディクアンテナ
２９は電磁環境遠隔装置を構成する電磁妨害波検出セン
サ（図１における２−ｉ）の一例であり、遠隔制御切り
換え接続部６に接続される。また、回線終端装置２７は
図１における測定対象の電子装置１の例であり、その障
害発生が回線終端装置用符号誤り分析装置２８で検出さ
れて、外部トリガセンサ部７に入力される。

【００３１】このように設定した実施例による測定時の
動作を述べる。

【００３２】まず、帯電した人体２６が回線終端装置２
７にふれて静電気放電が発生した時や、回線終端装置２
７の近辺で電源装置２５のスイッチが入力されて電磁パ
ルスが放射されることにより、回線終端装置２７を通過
する信号に誤りが発生した状況を考える。この時、回線
終端装置用符号誤り分析装置２８は、回線終端装置２７
に障害が発生したと判断し、障害検出信号を外部トリガ
センサ部７へ出力する。次に、外部トリガセンサ部７か
ら信号処理部８にトリガ信号が送られる。

【００３３】妨害波測定部３では、ログペリオディクア
ンテナ２９を電磁妨害波検出センサ２として、絶えず周
囲の電磁環境を測定しており、あるレベル以上の妨害波
が入力した時には、波形測定部４−１において、妨害波
データ更新を一時的にストップするよう設定されている
。ここで、トリガ信号が信号処理部８に入力された時に
は、妨害波測定部３において測定された時間波形データ
が外部記憶部９に蓄積するよう制御される。また、トリ
ガ信号が信号処理部８に入力されると同時に、周波数ス
ペクトル測定部５−１では、周囲に放射された妨害波の
周波数スペクトルの測定を開始するように設定されてい
る。

【００３４】以上の設定のもとで、妨害波測定部３によ
り、回線終端装置２７に障害が発生した時に放射された
電磁波を測定した結果が図４（ａ），（ｂ）である。こ
こで（ａ）は妨害波の時間波形を示し、その横軸は時間
、縦軸はアンテナ２９に誘起された電圧である。また、
（ｂ）は妨害波の周波数成分を示し、その横軸は周波数
、縦軸は周波数スペクトルである。この図から明らかな
ように、本実施例の電磁環境遠隔計測装置により、回線
終端装置２７に障害が発生した状況下の電磁環境を自動
測定できることが確認できる。

【００３５】なお、上記実施例では遠隔操作で妨害波検
出センサの選択や測定条件の設定，変更を行う例を示し
たが、図１において、例えばコントローラ１３を直接信
号処理部８へ接続しても、障害発生時における電子装置
の内部および周囲の電磁環境を十分に把握可能とする目
的は達せられる。このように本発明は、その主旨に沿っ
て種々に応用され、種々の実施態様を取り得るものであ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明の電
磁環境計測装置によれば、（Ａ）電子装置に発生した障
害をトリガ信号として、電磁障害が発生した時の電磁環
境を自動計測できること、（Ｂ）妨害波測定部における
妨害波検出強度やサンプリング時間や測定時間幅や周波
数領域や掃引時間などの測定条件や電磁妨害波検出セン
サの設定条件を、直接あるいは人がそばにいなくとも電
話回線を介して設定や変更ができること、により、（１
）障害原因となる電磁妨害波の電子装置への侵入経路の
特定、（２）電磁妨害波の発生時刻の特定、（３）電磁
妨害波の波形，ピーク値，持続時間，周波数成分の測定
とその種類の推定、等が可能になるという利点が得られ
る。これにより、電磁妨害波による電子装置の障害原因
の解明や電磁障害に対する対策技術の確立などにつなが
り、その効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電磁環境遠隔計測
装置のブロック図

【図２】上記実施例中の遠隔制御切り換え接続部の構成
を示すブロック図

【図３】本発明の実際の適用例を示す設定図

【図４】上
記第２の実施例による測定結果を示す図であって、（ａ
）は電磁妨害波の時間波形図、（ｂ）はその周波数成分
を示す図

【符号の説明】

１…電子装置、２−ｉ（ｉ＝１，２，…ｎ）…電磁妨害
波検出センサ、３…妨害波測定部、４−１…波形測定部
、４−２…波形数カウンタ部、４−３…波形測定用バッ
ファメモリ、５−１…周波数スペクトル測定部、５−２
…周波数スペクトル測定用バッファメモリ、６…遠隔制
御切り換え接続部、７…外部トリガセンサ部、８…信号
処理部、９…外部記憶部、１０…モデムＡ、１１…電話
回線、１２…モデムＢ、１３…コントローラ、１４−ｉ
（ｉ＝１，２，３，４）…高周波同軸スイッチ、１５…
自己保持型リレー、１６…トリガ入力端子Ａ、１７…ト
リガ入力端子Ｂ、１８−１…波形測定入力端子Ａ、１８
−２…波形測定部入力端子Ｂ、１８−３…波形入力端子
Ｃ、１８−４…波形入力端子Ｃ、１９…電源切り替え用
スイッチ、２０…ＡＣ電源、２１…バッテリ、２２…電
源コンセント、２３…ＤＣ電源、２４…ＤＣ給電端子、
２５…電源装置、２６…帯電した人体、２７…回線終端
装置、２８…回線終端装置用符号誤り分析装置、２９…
ログペリオディックアンテナ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の検出素子からなる電磁妨害波検
   出センサ部と、前記電磁妨害波検出センサ部により検出
   された電磁妨害波の波形，包絡線，ピーク値，周波数成
   分，波形変化率，あらかじめ設定したレベル以上の波形
   数のうち一つ以上の妨害波データをバッファメモリに随
   時記録する妨害波測定部と、前記電子装置に障害が発生
   した時にその障害発生を知らせるトリガ信号を出力する
   外部トリガセンサ部と、前記電磁妨害波センサ部の検出
   素子を任意に選択して前記妨害波測定部への接続を切り
   替えかつ前記外部トリガセンサ部からの複数のトリガ信
   号を選択して出力する切り換え接続部と、前記電磁妨害
   波検出センサ部において検出した該妨害波データを蓄積
   する外部記憶部と、操作に基づく制御信号を受け前記妨
   害波測定部の妨害波検出強度やサンプリング時間や測定
   時間幅や周波数領域や掃引時間を含む設定条件のうち一
   つ以上を変更する制御信号を前記妨害波測定部に出力し
   前記電磁妨害波検出センサと前記妨害波測定部の接続を
   選択して切り替える制御信号を前記切り換え接続部に出
   力しかつ前記外部トリガセンサ部あるいは前記切り換え
   接続部からトリガ信号が出力された時あるいは予じめ設
   定されたレベル以上の該妨害波が前記妨害波測定部に入
   力した時に前記妨害波測定部で検出した該妨害波データ
   を前記外部記憶部に伝送する信号処理部と、を具備する
   ことを特徴とする電磁環境計測装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の電磁環境計測装置にお
   いて、操作に基づく制御信号が伝送回線を通して送信さ
   れることを特徴とする電磁環境計測装置。