JPH06258366A - 電磁妨害波計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁妨害波計測装置において、任意の周波数
範囲、任意の設定レベルの電磁波の検出と蓄積を自動処
理して、電磁妨害波の特定を容易にする。 【構成】 周波数スペクトル測定部８において、測定部
２９およびスペクトル一時記憶部３０により、あらかじ
め設定した周波数帯域を掃引して周波数スペクトルを取
り出し、任意に設定したトリガ判定用周波数範囲におけ
る任意に設定したトリガレベル以上のスペクトル波形を
レベル判定部３１で検出する。次いで、その検出波形の
測定データを検出時刻情報とともに不揮発性メモリ部１
０に蓄積することにより、測定データの検出時刻と電磁
障害の発生時刻とを対比できるようにして、障害発生原
因となった電磁妨害波の周波数成分の特定や電磁波の発
信源の推定・特定を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、あらかじめ設定した周
波数範囲において、任意に設定した強度を越える波形が
入力した時点の周波数スペクトルを検出する計測装置に
関するものであり、電子装置の障害原因となる電磁妨害
波の測定などに使用する電磁妨害波計測装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、雷放電や静電気放電等に起因する
電磁パルス、ＴＶ放送波、アマチュア無線、ＣＢ無線、
ラジオ放送等による電波が、電子装置の誤動作等の障害
原因となっている。半導体素子の高速度化・低電力化に
伴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。し
かし、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強度も不
確定で再現性に乏しいことが多い。さらに、電磁妨害波
は、多くが一過性であることが多く、その障害原因を特
定することは困難である。

【０００３】そして、無線送信施設が複数存在するよう
な地域で電磁障害が多発した場合、障害原因がその付近
の送信所からの電磁波によるものか、あるいはまったく
他の電磁波によるものかを調査する必要がある。このよ
うな目的に際しては、問題となったと推測できる無線送
信放送所やその付近を通過した可能性がある移動無線局
等について、それぞれの周波数軸上においてあらかじめ
電界強度の変動を監視し、実際に発生した電磁障害の発
生時刻との対比を行うことが、障害原因の推定方法の一
つとなる。すなわち、実際に発生した障害の発生時刻
と、その時刻において、電界強度の変動幅を周波数軸上
で監視しておくことにより、障害原因となった電磁波の
周波数成分や発信源の推定・特定が可能となる。

【０００４】電磁障害の発生原因となりえる電磁妨害波
の検出を目的としては、従来より、スペクトルアナライ
ザを使用する方法がある。この場合、電子装置の障害発
生の有無に関わらず、スペクトルアナライザを絶えず測
定状態に設定して、外部メモリに測定データを転送して
いくという方法がまず考えられる。以下に、この方法に
ついて、図７を用いて説明する。

【０００５】図７において、１は受信アンテナ、２はス
ペクトルアナライザ、３は制御装置、４は放射アンテ
ナ、５は障害検出信号の出力端子を有する電子装置、で
ある。ここでは、放射アンテナ４からレーダ等の時間的
に不規則に振幅成分等が変動する電磁波が放射された際
に、一定レベル以上の波形の電磁波をスペクトルアナラ
イザ２で測定する状況を考える。電子装置５に障害が発
生した時には、障害検出信号が制御装置３に出力され、
電磁障害の発生と波形変動の対比が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
従来構成による電磁妨害波の測定方法では、以下に述べ
るような問題点があった。上記の設定のもとで、放射ア
ンテナ４から放射される電磁波の周波数スペクトルの常
時放射レベル以上の波形発生の有無を検出することを目
的とする場合には、スペクトルアナライザ２内で周波数
軸上を一回掃引する度に測定データを制御装置３内に転
送し、放射レーダのレベルを判定する必要がある。その
際、測定データをスペクトルアナライザ２から制御装置
３に転送する間に数十ｍ秒以上、制御装置３内が、測定
データのレベル判定を行って、スペクトルアナライザ２
に再測定開始命令を終了するまでの一連の処理の間に数
百ｍ秒以上の時間を要する。その間、スペクトルアナラ
イザ２は測定不能となる。従って、電磁環境を長時間に
わたって連続的に監視することを目的とする測定には必
ずしも効率的とはいえないという問題点があった。ま
た、対象とする周波数スペクトルのレベル判定を行う処
理を制御装置３内のプログラム上で行わなければなら
ず、トリガ用の周波数範囲やトリガレベルの変更の際に
は、毎回、プログラムの一部を書き直す必要などの機能
上の不便が生じるという問題点があった。

【０００７】以上のことから、定常的あるいは準定常的
な波形が不定期に放射される環境下で、長時間にわたっ
て周波数スペクトルの変動状況や発生の有無を監視する
ことを目的とする際、測定部と測定データの処理部が一
体となっていることが、処理時間を短縮する上で重要と
なる。また、任意の周波数範囲において、任意の設定レ
ベル以上の周波数スペクトルの検出の有無を行う処理
を、測定装置に接続された外部接続装置内のプログラム
で行う場合には、トリガ用の周波数範囲やトリガレベル
の変更を行う時に、毎回、プログラムの一部を書き直す
必要などの不便が生じる。従って、連続的に周波数スペ
クトルを掃引させ、例えば、あらかじめ周波数が予測可
能なＣＢ無線や放送波等の電磁波が一定レベルを越えた
場合の測定データの蓄積を自動処理することが可能な測
定装置の開発が望まれていた。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、任意の周波数範囲におい
て、任意の設定レベルの電磁波を検出して蓄積する処理
を自動処理して、障害発生原因となった電磁妨害波の特
定を容易にする電磁妨害波計測装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電磁妨害波計測装置においては、入力部か
ら送られてくる時間波形から任意の周波数帯域の周波数
スペクトルを取り出す測定部、前記測定部において掃引
した該周波数スペクトルの一時記憶部、前記一時記憶部
上において該周波数帯域の間で任意に指定したトリガ判
定用周波数範囲の該周波数スペクトルが任意に設定した
トリガレベル以上であるかの判定を行う周波数レベル判
定部で構成される周波数スペクトル測定部と、前記周波
数スペクトル測定部を制御する制御部と、前記制御部か
らの制御信号に基づいて、前記入力部へ入力された時間
波形が、前記周波数レベル判定部のトリガ判定用周波数
範囲において設定したトリガレベル以上の条件を満たす
場合に、前記周波数スペクトル測定部から転送される該
周波数スペクトルをその周波数スペクトルの検出時刻情
報とともに記憶する記憶手段と、を具備する構成として
いる。

【００１０】

【作用】本発明の電磁妨害波計測装置では、周波数スペ
クトル測定部において、測定部および一時記憶部によ
り、あらかじめ設定した周波数帯域を掃引して周波数ス
ペクトルを取り出し、任意に設定したトリガ判定用周波
数範囲におけるトリガレベル以上のスペクトル波形を周
波数判定部で検出する。次いで、その検出波形の測定デ
ータをその検出時刻情報とともに蓄積することにより、
測定データの検出時刻と電磁障害の発生時刻とを対比で
きるようにして、障害発生原因となった電磁妨害波の周
波数成分の特定や電磁波の発信源の推定・特定を可能と
する。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施例の電磁妨害
波計測装置の構成を示すブロック図である。図１におい
て、６は電磁妨害波計測装置、７は電磁妨害波計測装置
６の入力部、８は電磁妨害波計測装置６の周波数スペク
トル測定部、９は電磁妨害波計測装置６の制御部、１０
は電磁妨害波計測装置６の不揮発性メモリ部、１１は電
磁妨害波計測装置６の障害検出受信部、１２−１，１２
−２はモデム、１３は電磁妨害波計測装置６の遠隔制御
装置、である。

【００１３】まず、空間を伝搬してきた電磁妨害波等の
時間波形は、入力部７から測定部８に絶えず送られる。
この時、周波数スペクトル測定部８においては、周波数
スペクトルを取り出す機能を有し、あらかじめ設定した
トリガ判定用周波数範囲で、トリガレベル以上の電界強
度が含まれていた場合には、その測定データが制御部９
からの制御命令に基づいて不揮発性メモリ部１０に転送
され、その検出時刻とともに蓄積される。なお、トリガ
判定用周波数範囲において、トリガレベル以上の電界強
度が含まれていた場合に、あらかじめ指定した回数掃引
を繰り返して、周波数スペクトルの最大値を一定時間保
持した後に、測定データを周波数スペクトル測定部８か
ら不揮発性メモリ部１０に転送するよう設定することも
可能である。

【００１４】制御部９は、周波数スペクトル測定部８を
制御するとともに、障害検出受信部１１で障害検出信号
を受信した場合に、その時刻をあわせて不揮発性メモリ
１０に記録する機能を有する。また、障害検出信号を受
信した場合に、周波数スペクトル測定部８に測定開始命
令を出力するように設定することも可能である。

【００１５】さらに、モデム１２−１，１２−２を用い
て、制御部９と遠隔制御装置１３を電話線や光ファイ
バ、無線等で接続することによって、遠隔制御装置１３
からの制御命令を電磁妨害波計測装置６に割り込ませる
ことにより、あるいは手動により、掃引周波数範囲、測
定電圧レベル、トリガ判定用周波数範囲、トリガレベル
の設定変更や測定データの転送および消去が可能とな
る。

【００１６】これにより、検出した時間波形の周波数ス
ペクトルの変動状況を、障害検出信号の発生の有無と対
比させながら測定することが可能となる。

【００１７】図２は、本発明の周波数スペクトル測定部
８の測定方法を説明するための図である。図２におい
て、横軸は周波数軸、縦軸は周波数スペクトルの感度あ
るいは受信レベルであり、ｆ０〜ｆｎは周波数測定部８
で測定している周波数帯域を示す。

【００１８】以下、周波数帯域ｆ１〜ｆ２に入るＣＢ無
線等による電磁波が、急激に強く放射される場合の検出
を想定する。通信装置等が誤動作した際、その障害原因
を究明するためには、障害原因となりえる電波波をいく
つかピックアップし、それぞれの周波数帯域別にレベル
変動を測定し、障害発生と対比させることが有効な方法
である。ここでは、周波数帯域ｆ１〜ｆ２における周波
数スペクトルの常時変動レベルがＥａである場合、その
値より上のＥｔという値をトリガレベルとして設定す
る。この設定のもとで、周波数帯域ｆ１〜ｆ２にＥｔ以
上の強度の周波数スペクトルが取り込まれた時には、こ
の帯域範囲に通常では観測されないレベルの波形が入力
したことを意味する。また、この設定条件のもとで電磁
障害が発生し、しかも測定波形が不揮発性メモリ１０に
蓄積されていなければ、ｆ１〜ｆ２以外の周波数成分を
有する電磁波が原因であったことになる。

【００１９】周波数スペクトルのトリガレベルＥｔの値
は状況に応じて任意に変更可能であり、また、トリガ用
の周波数範囲についても、例えばｆ３〜ｆ４の周波数範
囲にトリガレベルＥｔ′を複数同時に設定する方法も考
えられる。ここで示した方法を用いることで、任意の周
波数範囲の周波数スペクトルの変動を観測することが可
能となり、電磁障害の原因となった電磁波の送信源の究
明等につながるという利点が有する。

【００２０】図３は、本発明の図１の第１の実施例にお
ける周波数スペクトル測定部８の基本回路構成例を示す
ブロック図である。図３において、７〜１１の部分は図
１で説明した部分であり、周波数スペクトル測定部８を
構成するものとして、１４は減衰器、１５は低域フィル
タ、１６は第１混合器、１７は第１局部発信器、１８は
第１中間周波増幅器、１９は掃引発信器、２０は第２混
合器、２１は第２局部発信器、２２は第２中間周波増幅
器、２３は水平軸増幅器、２４は対数増幅器、２５は検
波器、２５はビデオ増幅器、２７はＣＲＴ、２８は掃引
発信器１９の周波数制御部、２９は測定部、３０はスペ
クトル一時記憶部、３１はレベル判定部、である。

【００２１】掃引発信器１９は、のこぎり歯状の電圧波
形を発生し、この電圧により第１局部発信器１７や第２
局部発信器２１の発信周波数を掃引するとともに、この
電圧を水平軸増幅器２３からＣＲＴ２７の水平偏波板に
加え、横軸を周波数に比例して掃引する。なお、掃引す
る周波数範囲は、周波数制御部２８が、掃引発信器１９
の対象周波数を設定する。入力部７から減衰器１４に入
力された波形は、低域フィルタ１５を経て、第１混合器
１６で対象とする周波数ごとに掃引発信器１９からの出
力が第１局部発信器１７を経由して加えられる。続い
て、第１中間周波増幅器１８で増幅され、第２混合器２
０で第２局部発信器２１の出力を混合され、第２中間周
波数増幅器２２、対数増幅器２７、検波器２５を経た出
力電圧は、スペクトル一時記憶部３０およびビデオ増幅
器２６からＣＲＴ２７に加えられる。以上の構成におい
て、周波数スペクトル測定部８は、ＣＲＴ２７、測定部
２９、スペクトル一時記憶部３０、レベル判定部３１に
大別される。以下、スペクトル一時記憶部３０、レベル
判定部３１の処理方法について説明する。

【００２２】図３では、周波数制御部２８が任意の周波
数領域を測定し、一時記憶部３０へ測定データの出力を
繰り返す。レベル判定部３１は、設定された周波数範囲
内で、設定されたレベル以上の測定データが一時記憶部
３０に出力された場合に、測定データを不揮発性メモリ
１０に転送する機能を有する。これにより、入力部７へ
の時間波形の周波数成分に、あらかじめ指定された周波
数範囲において、設定レベル以上の電界強度ものが含ま
れている場合には、それを検知することが可能となる。
また、一時記憶部３０に保持された測定データのレベル
に無関係に、不揮発メモリ１０に転送するように設定す
る方法もある。

【００２３】以上のような回路構成をとることにより、
特定あるいは不特定の周波数範囲におけるスペクトルの
レベル変動を自動監視することができるという利点が生
じる。

【００２４】図４は、本発明の電磁妨害波計測装置の別
の構成を示す第２の実施例のブロック図である。図４に
おいて、６は電磁妨害波計測装置、７は電磁妨害波計測
装置６の入力部、８は電磁妨害波計測装置、６は周波数
スペクトル測定部、９は電磁妨害波測定装置６の制御
部、１０は電磁妨害波計測装置６の不揮発性メモリ部、
１１は電磁妨害波計測装置６の障害検出受信部、３２は
時間波形測定部である。

【００２５】本実施例は、図１の第１の実施例におい
て、任意に設定したレベル以上の時間波形が入力部７よ
り入力した場合をトリガとして周波数スペクトル測定部
８の起動を開始させる機能を有する時間波形測定部３２
を、周波数スペクトル測定部８、制御部９に接続したも
のである。

【００２６】本実施例では、時間波形測定部３２に入力
部７から入力される時間波形が、あらかじめ設定された
トリガレベルを越えた時を条件として、周波数スペクト
ル測定部８が任意の周波数範囲の測定を開始する機能を
有する設定を想定している。入力時間波形の変動レベル
をもって周波数領域上の測定を開始することにより、検
出した時間波形の変動時とその際の周波数領域上の対比
が容易になるという効果が生じる。

【００２７】図５は本発明の電磁妨害波計測装置の適用
例を示す図である。図５において、１は受信アンテナ、
４−１，４−２，４−３は放送送信所Ａ，Ｂ，Ｃの放射
アンテナ、５は障害検出信号出力部を有する電子装置、
６は本発明の電磁妨害波計測装置、３３は移動無線局Ｄ
である。

【００２８】以下、複数の電磁送信所（放送送信所Ａ，
Ｂ，Ｃ）が混在している地域の電磁環境を調査すること
を目的とした測定を想定する。電子装置５に不定期に障
害が発生する場合、電子装置５の設置箇所近辺の電磁送
信所や付近を通過する可能性を有するＣＢ無線の周波数
帯域別に周波数のレベル変動を観測するのが有効な方法
であり、ここでは、各放送送信所Ａ，Ｂ，Ｃの放射アン
テナ４−１，４−２，４−３および付近を通過する３３
の移動無線局Ｄの周波数別に、それぞれトリガレベルを
設定して監視する。

【００２９】空間を伝搬してきた電磁妨害波は受信アン
テナ１を介して電磁妨害波計測装置６の周波数スペクト
ル測定部に絶えず送られ、周波数成分が取り出される。
いま、検出対象とする放送送信所Ａ，Ｂ，Ｃおよび付近
を通過する可能性のある３３の移動無線局Ｄの周波数を
それぞれｆＡ，ｆＢ，ｆＣ，ｆＤとし、いま受信アンテ
ナ１で通常検出される各周波数点の常時（電磁障害の発
生のない時点の）電界レベルをＥＡ，ＥＢ，ＥＣ，ＥＤ
とする。

【００３０】この時、それぞれの周波数ｆＡ，ｆＢ，ｆ
Ｃ，ｆＤに対しては、トリガレベルを常時変動レベルの
１０％分だけ上に設定した状態で電子装置５に電磁妨害
が発生した時刻に検出された電磁環境の測定例が図６で
ある。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸は周波
数スペクトルの電界の受信レベルを示している。図６に
より、電子装置５に障害が発生した時刻において、周波
数ｆＤの点における電界強度が常時電界レベルＥＤから
大きく変動して他の周波数ｆＡ，ｆＢ，ｆＣにおける常
時電界レベルＥＡ，ＥＢ，ＥＤを上回っていることが観
測され、発生した電磁障害が移動無線局Ｄによっていた
という推定が可能となることが検証できた。

【００３１】

【発明の効果】上述したように、本発明は、任意の指定
した周波数帯域内において、任意に設定したトリガ判定
用周波数範囲に任意に設定したトリガレベル以上の周波
数成分を有する電磁波が検出された場合に、測定データ
とともにその検出時刻情報を自動記録する機能を有する
ため、電磁妨害の発生と対比することにより、その障害
原因となった電磁波の周波数特性や発信源の推定・特定
が可能となる。また、電磁妨害の発生の有無に関わら
ず、周波数領域上において電界強度の時間変動の測定が
可能となり、電磁環境の調査等に適用することもできる
という効果が生じる。

【００３２】そして、本発明を用いた電磁環境の測定を
通じて、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の実施例の構成を示すブロック図

【図２】上記第１の実施例の周波数測定部８の測定方法
を示す説明図

【図３】上記第１の実施例に用いる周波数スペクトル測
定部の基本回路の構成例を示すブロック図

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図

【図５】本発明の電磁妨害波計測装置の適用例を示す図

【図６】上記適用例による設定のもとで得られた検出波
形例を示す図

【図７】従来のスペクトルアナライザと制御装置を組み
合わせて電磁妨害波を測定する従来技術を示す説明図

【符号の説明】

１…受信アンテナ ４−１，４−２，４−３…放射アンテナ ５…障害検出信号出力部を有する電子装置 ６…電磁妨害波計測装置 ７…入力部 ８…周波数スペクトル測定部 ９…制御部 １０…不揮発性メモリ部 １１…障害検出受信部 １２−１，１２−２…モデム １３…遠隔制御装置 １４…減衰器 １５…低域フィルタ １６…第１混合器 １７…第１局部発信器 １８…第１中間周波増幅器 １９…掃引発信器 ２０…第２混合器 ２１…第２局部発信器 ２２…第２中間周波増幅器 ２３…水平軸増幅器 ２４…対数増幅器 ２５…検波器 ２６…ビデオ増幅器 ２７…ＣＲＴ ２８…周波数制御部 ２９…測定部 ３０…スペクトル一時記憶部 ３１…レベル判定部 ３２…時間波形測定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部から送られてくる時間波形から任
   意の周波数帯域の周波数スペクトルを取り出す測定部、
   前記測定部において掃引した該周波数スペクトルの一時
   記憶部、前記一時記憶部上において該周波数帯域の間で
   任意に指定したトリガ判定用周波数範囲の該周波数スペ
   クトルが任意に設定したトリガレベル以上であるかの判
   定を行う周波数レベル判定部で構成される周波数スペク
   トル測定部と、 前記周波数スペクトル測定部を制御する制御部と、 前記制御部からの制御信号に基づいて、前記入力部へ入
   力された時間波形が、前記周波数レベル判定部のトリガ
   判定用周波数範囲において設定したトリガレベル以上の
   条件を満たす場合に、前記周波数スペクトル測定部から
   転送される該周波数スペクトルをその周波数スペクトル
   の検出時刻情報とともに記憶する記憶手段と、 を具備することを特徴とする電磁妨害波計測装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電磁妨害波計測装置に
   おいて、制御部が、電話回線や光ファイバを用いた有
   線、もしくは無線を介して伝送される制御命令信号ある
   いは手動により、前記周波数スペクトル測定部の掃引周
   波数範囲、測定電圧レベル、トリガ判定用周波数範囲、
   トリガレベルのうち一つ以上の設定変更を行うことが可
   能なことを特徴とする電磁妨害波計測装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電磁妨害波計
   測装置において、周波数スペクトル測定部が、外部装置
   からの電気信号をトリガとして起動開始することが可能
   なことを特徴とする電磁妨害波計測装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の電磁妨害波計
   測装置において、任意に設定したレベル以上の時間波形
   が入力した場合をトリガとして周波数スペクトル測定部
   の起動を開始させる機能を有する時間波形測定部を備え
   ることを特徴とする電磁妨害波計測装置。