JPH0519108B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電波利用設備の発射強度、電気機
器からの不要電波のふく射強度又はノイズふく射
強度の総和等を計測する広帯域電界強度計に関す
る。

［従来の技術］ 従来、電磁波の強度、ノイズの強度等を測定す
る方法として以下の方法が知られている。

(1) 直接検波による方法 第８図は直接検波による方法を示した図であ
り、図において８１は送信機、８２，８３は1/2
λダイポールアンテナで、８４は直接検波器であ
る。送信機機８１からの信号は1/2λダイポール
アンテナ８２を介して送り出され、1/2λダイポ
ールアンテナ８３（或いはループ）に誘起された
電磁界は、直接検波器８４のダイオード８４によ
り検波された後コンデンサ（図示せず）により平
滑され電流計８６を駆動し、その強度を計測して
いる。この方法は極めて簡素な構成であるが感度
が悪く、専ら送信機や空中線の相対出力の調整に
利用される程度である。

(2) 電界強度測定器による方法 第９図は電界強度測定器による方法を示した図
であり、図において８７は電界強度測定器であ
る。この方法は、連続的に電波を発射する送信機
８１等との組み合わせてにおいて、既知周波数で
あることを条件に、送信地点から既知距離におけ
る電界強度を電界強度測定器８７により求める方
法である。現在、この方法が最も標準的なものと
なつている。

(3) スペクトラムアナライザによる方法 第１０図はスペクトラムアナライザの使用時の
構成を示す図であり、図において８８はスペクト
ラムアナライザである。この方法は、基本的には
測定対象は送信機の出力段における基本レベルと
スプリアスレベルの発生状態とをスペクトラムア
ナライザ８８のブラウン管面で直視することを目
的としているため、第９図に示す電界強度測定器
８４の取り扱い時における周波数毎のキヤリブレ
ーシヨン校正は不要であり、現在最も優れた測定
方法であるといわれている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の直接検波による方法においては、ダイポ
ールアンテナの大きさを1/2波長にする必要があ
るため、長波帯においては数百メートル以上の長
さが要求され、一般的には極超短波帯以外に使用
されることは希であつた。

また、電界強度測定器による方法は、取扱上高
度な技術が必要であり、かつ副次的に発生するス
プリアス測定ともなると、更に高度な知識を有す
る無線技術者が必要である。更に、長、中波帯に
おける標準ダイポールアンテナが長大となり、ま
たアンテナの持つ固有共振振動周波数の数パーセ
ント以下の帯域幅しか余裕がないことから、多く
のアンテナを準備しなければならないという不便
さがあつた。

更に、スペクトラムアナライザによる方法にお
いては、アンテナを装着して電界測定を行なう場
合には前述のアンテナに関する問題が同様に残
り、併せて取扱の複雑さは電界強度測定器を更に
上まわり、この装置の機能を充分に使いこなせる
技術者は極わずかである。

この発明は、上述の問題点を解決するためのな
されたものであり、広域帯に亘つて計測でき、取
り扱いが簡単で、かつ装置の小型化を可能にした
広帯域電界強度計を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る広帯域電界強度計は、結合コン
デンサを介して受信した受信信号を検波する第１
のダイオードと、第１のダイオードからの検波信
号を増幅する増幅回路と、増幅回路に直列に接続
された直流計と、第１のダイオードと順方向に直
列に接続され、第１のダイオードに所定のバイア
ス電流を流す第２のダイオードと、第２のダイオ
ードに接続され、バイアス電流の温度補償をする
サーミスタとを有する。

［作用］ この発明においては、結合コンデンサを介して
受信した電波は第１のダイオードで検波される。
その際、第１のダイオードには第２のダイオード
を介してバイアス電流が流れており、このため第
１のダイオードの立ち上がり特性がよくなつてお
り、第１のダイオードの上限周波数以下数Hzまで
の帯域内においてほぼ平坦な特性が得られてい
る。また、外温による温度ドリフトもサーミスタ
によりバイアス電流が調整されて、自動的に温度
補償される。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る広帯域電界強
度計の回路構成図である。図において、Ｓ１はセ
ンサ部である。このセンサ部Ｓ１は、第２図の上
部に示すように、電極部押さえリング２１、絶縁
体２２、電極部２３、絶縁チユーブ２４、外筒２
５、中空ボルト２６、外筒受リング２７及びコネ
クタ２８から構成されており、それらを組み合わ
せた状態は第２図の下部に示されたとおりであ
る。特に、センサ部Ｓ１は金属製の外筒２５内に
被測定物と密着し、かつ電極部２３との間隙を一
定に保つ為に絶縁体２２が設けられ、この装置の
入力側に接続される電極部２３はコネクター中央
ピン２３ａに接続されている。

この電極部２３は被測定電界により電圧を発生
させるが、この発生電圧は電極部２３の断面積に
比例し、前面の絶縁体２２の厚さに反比例する。

一方、第３図に示すように、この電極部２３と
絶縁板２２とを交互に重ね合せた場合には減衰器
として作用する。絶縁板２２の誘電率により差は
あるが、空気中におけるほぼ1/2の間隙で同じ減
衰量を得ることができる。また、電極部２３と絶
縁板２２については分離する必要はなく、絶縁板
２２に、金属として銅や銀を蒸着した構造のプリ
ント基板のようなものを利用することも有効であ
る。ここで再び第１図に戻り、Ｃ１は結合コンデ
ンサで、Ｄ１，Ｄ２はダイオードである。ダイオ
ードＤ１は検波用で、ダイオードＤ２はダイオー
ドＤ２に流れるバイアス電流の逆流防止のために
用いられ、これらのダイオードＤ１，Ｄ２は同一
特性のものが用いられる。Ｃ２〜Ｃ４はコンデン
サ、TRは増幅回路としてのトランジスタ、Ｒ１
〜Ｒ３は抵抗器、VR１，VR２は可変抵抗器、
CTはサーミスタ、Ｅは直流電源、Ｍは指示計器
としての直流電流計である。抵抗Ｒ１はサーミス
タCTの特性補正用のものであり、可変抵抗器
VR１はバイアス電流の調整用のものである。ま
た、可変抵抗器VR２は直流電流計Ｍのフルスケ
ール調整用に用いられる。結合コンデンサＣ１、
ダイオードＤ１，Ｄ２、バイパスコンデンサＣ４
等のリード長は極力短くして、不要なリードイン
ダクタンスの減少を計るようにしてある。

上記のように構成された広帯域電界強度計にお
いては、直流電源Ｅからのバイアス電流が抵抗器
Ｒ３、抵抗器Ｒ２、可変抵抗器VR１及びダイオ
ードＤ２を介してダイオードＤ１に常時流れてい
る。このような状態下で、センサ部Ｓ１を被測定
物に接触させて測定を開始すると、センサ部Ｓ１
からの受信信号は結合コンデンサＣ１を介してダ
イオードＤ１に伝えられるが、ダイオードＤ１に
はバイアス電流が流れているので、その立ち上が
り特性は極めて良好なものとなつている。

ダイオードＤ１で検波された信号はトランジス
タTRで増幅され、直流電流計Ｍはその増幅され
た信号の大きさを表示する。ダイオードＤ２はこ
のときセンサ部Ｓ１からの信号がバイアス回路に
流れ込まないように動作し、一般の倍電圧整流回
路とは全く異なつた動作をする。

ここで、結合コンデンサＣ１，ダイオードＤ
１，Ｄ２、バイパスコンデンサＣ４等のリード長
は極力短くして、不要なリードインダクタンスの
減少を計るようにしてあるので、帯域内に不要な
共振点を持つことが無く、通常用いられる帯域内
の周波数特性をほぼ平坦なものになつている。従
つて、取扱者はセンサ部Ｓ１の利得数値に直流電
流計Ｍの読み値を加算するだけで被測定物の電波
の強さを把握することができ、取扱者は特別な知
識を持つ必要がない。

ところで、バイアス電流は２つのダイオードＤ
１，Ｄ２の他に直流増幅段のトランジスタTRの
ベースにも流れており、気温変化に伴つてバイア
ス電流の大きさも変動するが、ここではその変動
を防止するためにサミスタCTによる温度補償が
行なわれており、四季における直流電流計Ｍの目
盛のズレを防止している。このためレベル補正等
を外部で行なう必要は全くない。

この実施例では全消費電流が無信号時に5μA以
下で、最大指示値にあつても100μA程度であり、
電源電圧は1.5Vで充分作動する。従つて、直流
電源Ｅに単三型乾電池の使用した場合には、電源
スイツチも不要である。

また、第１図の回路構成をプリント基板で構築
した場合には、周波数帯域幅が５Hz〜1500MHz
で、感度低下を見込む場合には上限2500MHzまで
使用可能である。また、ダイオードＤ１，Ｄ２を
マイクロ波用のものとし、セラミツクベース上に
コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ４及びダイオードＤ
１，Ｄ２を構築した場合18GHz程度まで使用可能
である。その場合、コネクタ２８はSMA型を使
用する等の配慮が必要である。

次にこの発明の適用例を説明する。第４図Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄは第１図の実施例の広帯域電界強度計
４０を使用した例を示す説明図で、同図Ａは電動
工具４１のノイズ測定に適用した例の説明図であ
る。同図Ｂは電子レンジ４２の洩れ電波の測定に
適用した例を示した説明図、同図Ｃはアンテナ４
３は送信出力又は空中線の出力調整に適用した例
の説明図である。更に、同図Ｄは螢光灯管４４の
ノイズ量の測定に適用した例を示す説明図であ
る。

第５図Ａ，Ｂ，Ｃは、センサ部Ｓ１の代わりに
任意の長さのホイツプアンテナ５１を使用した広
帯域電界強度計４０ａをOA機器５２のクロツク
パルス洩れ測定に適用した例、テレビ又はパソコ
ン用のCRT５３の磁束漏洩の測定に適用して例、
更に自動車電話、無線等５４の送信出力の確認に
適用した例をそれぞれ示した説明図である。

第６図Ａ，Ｂは、センサ部Ｓ１の代わりに任意
長さホイツプアンテナ６１を使用した例であり、
同図Ａは送信機の中和回路６２の調整のために適
用する例、同図Ｂは受信機局部発振器６３のレベ
ル測定、或いは送信機ドライブ段調整に適用する
例を示した説明図である。

第７図Ａ，Ｂ，Ｃは、センサ部Ｓ１の代わりに
同軸ケーブル７１を直結した例であり、同図Ａは
信号発生器７２に接続された高周波プリアンプ７
３の調整又は高周波フイルタの特性の測定に適用
した例を示す説明図である。同図Ｂはガン
（GUN）発振器７４の出力調整に適用して例を示
した説明図で、同図Ｃは同軸型スタブ７５を同軸
ケーブル７１の挿入してマイクロウエーブの波長
測定に適用して例を示した説明図である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、検波用のダイ
オードにバイアス電流を流して立ち上がり特性を
向上させて広帯域特性を得ると共に、サーミスタ
による温度補償機能を付加したので、電界強度測
定において空中線理論を知らない者でも、その場
所で直ちに測定することができ、内部構造も簡素
なことからそれを収納する箱がいわゆるポケツト
サイズで構成でき、測定可能レベルは90dbμ以上
であれば指示計器を駆動できるので、微弱な信号
も外温に左右されずに計測できる。また、センサ
部を外し、信号源より同軸ケーブル等で直接入力
した場合には、−35dbｍ以上で指示計器を駆動で
き、ダイナミツクレンジは30db程度取れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る広帯域電界
強度計の回路構成頭、第２図は第１図のセンサ部
の構成を示す説明図、第３図はセンサ部の他の構
成例を示す説明図である。第４図Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ、第５図Ａ，Ｂ，Ｃ、第６図Ａ，Ｂ及び第７図
Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれこの発明の広帯域電界強度
計の適用例を示す説明図である。第８図、第９図
及び第１０図はそれぞれ従来技術を示す説明図で
ある。 Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、CT…サーミスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結合コンデンサを介して受信した受信信号を
   検波する第１のダイオードと、 該第１のダイオードからの検波信号を増幅する
   増幅回路と、 該増幅回路に直列に接続され、受信信号の大き
   さを表示する直流計と、 該第１のダイオードと順方向に直列に接続さ
   れ、第１のダイオードに所定のバイアス電流を流
   す第２のダイオードと、 該第２のダイオードに接続され、バイアス電流
   の温度補償をするサーミスタと を有することを特徴とする広帯域電界強度計。