JPH09166554A - 比吸収率測定装置及び比吸収率測定方法 - Google Patents
比吸収率測定装置及び比吸収率測定方法Info
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- JPH09166554A JPH09166554A JP7327029A JP32702995A JPH09166554A JP H09166554 A JPH09166554 A JP H09166554A JP 7327029 A JP7327029 A JP 7327029A JP 32702995 A JP32702995 A JP 32702995A JP H09166554 A JPH09166554 A JP H09166554A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
- G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
- G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
- G01R29/0857—Dosimetry, i.e. measuring the time integral of radiation intensity; Level warning devices for personal safety use
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナに人体が接近した場合、相互結合の
影響によりアンテナ電流分布が変化するため、人体接近
時の最大ＳＡＲは評価することができない。 【解決手段】 ループプローブ１は、アンテナ５の給電
点近傍に配置され、アンテナ５よ放射された電磁波９に
よる放射磁界を受信する。プローブ回転機構２は、ルー
ププローブ１のループ中心を軸として周方向に回転自在
とする。プローブ移動体３は、ループプローブ１をファ
ントム４の表面と平行方向に移動する。ファントム４の
表面に対してループ面を平行方向に配置したときに検出
したアンテナ５の放射磁界のうち、ファントム４の表面
に対してループ面を垂直方向に配置することで反射磁界
分を補正して放射磁界を測定し、測定した放射磁界によ
りアンテナ電流の分布を測定する。測定したアンテナ電
流及びアンテナとファントム４との間隔ｄより換算した
入射磁界に基づいて比吸収率を評価する。
影響によりアンテナ電流分布が変化するため、人体接近
時の最大ＳＡＲは評価することができない。 【解決手段】 ループプローブ１は、アンテナ５の給電
点近傍に配置され、アンテナ５よ放射された電磁波９に
よる放射磁界を受信する。プローブ回転機構２は、ルー
ププローブ１のループ中心を軸として周方向に回転自在
とする。プローブ移動体３は、ループプローブ１をファ
ントム４の表面と平行方向に移動する。ファントム４の
表面に対してループ面を平行方向に配置したときに検出
したアンテナ５の放射磁界のうち、ファントム４の表面
に対してループ面を垂直方向に配置することで反射磁界
分を補正して放射磁界を測定し、測定した放射磁界によ
りアンテナ電流の分布を測定する。測定したアンテナ電
流及びアンテナとファントム４との間隔ｄより換算した
入射磁界に基づいて比吸収率を評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は比吸収率測定装置及
び比吸収率測定方法に係り、特に携帯電話機などの通信
機器による比吸収率（ＳＡＲ）測定装置及び比吸収率
（ＳＡＲ）測定方法に関する。
び比吸収率測定方法に係り、特に携帯電話機などの通信
機器による比吸収率（ＳＡＲ）測定装置及び比吸収率
（ＳＡＲ）測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機などの通信機器の急速
な普及に伴い、人体のＳＡＲ評価が望まれている。ＳＡ
Ｒ（Specific Absorption Rate）とは、人体が電磁波に
曝されたときの吸収電力を単位質量当りの値で表した比
吸収率で、郵政省の電気通信技術審議会答申の「電波利
用における人体の防護指針」などで指針値が示されてい
る。通常、ＳＡＲ評価では、人体の代わりに、人体と誘
電率及び透磁率がほぼ等価なファントム（擬似生体）を
用いる。
な普及に伴い、人体のＳＡＲ評価が望まれている。ＳＡ
Ｒ（Specific Absorption Rate）とは、人体が電磁波に
曝されたときの吸収電力を単位質量当りの値で表した比
吸収率で、郵政省の電気通信技術審議会答申の「電波利
用における人体の防護指針」などで指針値が示されてい
る。通常、ＳＡＲ評価では、人体の代わりに、人体と誘
電率及び透磁率がほぼ等価なファントム（擬似生体）を
用いる。
【０００３】従来より、ＳＡＲ評価法として、ファント
ム表面における入射磁界よりＳＡＲを推定する方法が報
告されている（例えば、KUSTER.BULZANO、IEEE TRANSACT
IONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY,VOL.41,NO.1,1992,17-2
3頁）。図１３（Ａ）の斜視図に示すように、半波長ダ
イポールアンテナ５により電磁波を照射した場合、表面
ＳＡＲはファントム４の表面における入射磁界Ｈｉを用
いて、次式で表すことができる。
ム表面における入射磁界よりＳＡＲを推定する方法が報
告されている（例えば、KUSTER.BULZANO、IEEE TRANSACT
IONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY,VOL.41,NO.1,1992,17-2
3頁）。図１３（Ａ）の斜視図に示すように、半波長ダ
イポールアンテナ５により電磁波を照射した場合、表面
ＳＡＲはファントム４の表面における入射磁界Ｈｉを用
いて、次式で表すことができる。
【０００４】 ＳＡＲ＝Ｋ・Ｈ 2 i （１） ただし、Ｋ：比誘電率、導電率、質量密度、角周波数な
どからなる定数 入射磁界Ｈｉは、アンテナ電流Ｉより換算して求めるこ
とができる。アンテナ電流Ｉを半波長分布とすると、フ
ァントム表面に入射する磁界最大値Ｈｉｍａｘは、給電
点のアンテナ電流をＩ、半波長ダイポールアンテナ５と
ファントム４との間隔をｄとすると、次式で表される。
どからなる定数 入射磁界Ｈｉは、アンテナ電流Ｉより換算して求めるこ
とができる。アンテナ電流Ｉを半波長分布とすると、フ
ァントム表面に入射する磁界最大値Ｈｉｍａｘは、給電
点のアンテナ電流をＩ、半波長ダイポールアンテナ５と
ファントム４との間隔をｄとすると、次式で表される。
【０００５】 Ｈｉｍａｘ＝Ｉ／２πｄ （２） 従って、ＳＡＲの最大値は、給電点のアンテナ電流Ｉを
用いて、（１）式に（２）式を代入することにより次式
により評価することができる。
用いて、（１）式に（２）式を代入することにより次式
により評価することができる。
【０００６】 ＳＡＲ＝Ｋ・（Ｉ／２πｄ）２ （３） アンテナ電流Ｉは、図１３（Ａ）に示すように給電点近
傍に置いた磁界受信用ループプローブ１によって放射磁
界Ｈｆを測定して求める。給電点−プローブ間隔をｔと
すると、 Ｉ＝２πｔ・Ｈｆ （４） となる。
傍に置いた磁界受信用ループプローブ１によって放射磁
界Ｈｆを測定して求める。給電点−プローブ間隔をｔと
すると、 Ｉ＝２πｔ・Ｈｆ （４） となる。
【０００７】従来のＳＡＲ測定方法では、以上のことか
ら図１３（Ｂ）のフローチャートに示すように、まず、
給電点近傍のアンテナ５の放射磁界Ｈｆを給電点近傍に
置いた磁界受信用ループプローブ１によって測定し（ス
テップ４１）、続いて給電点におけるアンテナ電流Ｉを
（４）式に基づいて測定し（ステップ４２）、その後、
（３）式によりＳＡＲの最大値を算出し、これによりＳ
ＡＲを評価するようにしている（ステップ４３）。
ら図１３（Ｂ）のフローチャートに示すように、まず、
給電点近傍のアンテナ５の放射磁界Ｈｆを給電点近傍に
置いた磁界受信用ループプローブ１によって測定し（ス
テップ４１）、続いて給電点におけるアンテナ電流Ｉを
（４）式に基づいて測定し（ステップ４２）、その後、
（３）式によりＳＡＲの最大値を算出し、これによりＳ
ＡＲを評価するようにしている（ステップ４３）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アンテ
ナ５に人体のような凹凸形状を有する誘電体が接近した
場合、人体への電磁波照射によりそこに誘導電流が流
れ、その誘導電流により更に放射される電磁波がアンテ
ナ上に誘起されると言う二次放射（相互結合）の影響に
より人体が無いときに比べてアンテナ電流分布が変化す
る。従来のＳＡＲ測定方法では、アンテナ電流Ｉを半波
長分布としているため、人体接近時の最大ＳＡＲは評価
することができない。この場合は、接近させた状態でア
ンテナ電流分布を定量化し、そのときの表面における最
大入射磁界強度より、ＳＡＲを求めることが必要であ
る。
ナ５に人体のような凹凸形状を有する誘電体が接近した
場合、人体への電磁波照射によりそこに誘導電流が流
れ、その誘導電流により更に放射される電磁波がアンテ
ナ上に誘起されると言う二次放射（相互結合）の影響に
より人体が無いときに比べてアンテナ電流分布が変化す
る。従来のＳＡＲ測定方法では、アンテナ電流Ｉを半波
長分布としているため、人体接近時の最大ＳＡＲは評価
することができない。この場合は、接近させた状態でア
ンテナ電流分布を定量化し、そのときの表面における最
大入射磁界強度より、ＳＡＲを求めることが必要であ
る。
【０００９】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
アンテナ近傍に人体があるときのアンテナ電流分布を推
定し、表面ＳＡＲを精度良く測定する比吸収率測定装置
及び比吸収率測定方法を提供することを目的とする。
アンテナ近傍に人体があるときのアンテナ電流分布を推
定し、表面ＳＡＲを精度良く測定する比吸収率測定装置
及び比吸収率測定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の比吸収率測定装置は、アンテナより電磁
波を放射したときに人体と誘電率及び透磁率がほぼ等価
な擬似生体の表面における入射磁界を、アンテナの給電
点のアンテナ電流とアンテナと擬似生体との間隔より換
算し、換算した入射磁界に基づいて比吸収率を算出して
評価する比吸収率測定装置において、アンテナの給電点
近傍に配置された磁界受信用ループプローブと、磁界受
信用ループプローブを擬似生体の表面と平行方向に移動
自在な構成とするプローブ移動体と、磁界受信用ループ
プローブのループ中心を軸として周方向に回転自在な構
成とするプローブ回転機構と、磁界受信用ループプロー
ブをプローブ移動体により移動すると共に、プローブ回
転機構により擬似生体の表面に対してループ面を平行方
向に配置したときに検出したアンテナの放射磁界のう
ち、擬似生体の表面に対してループ面を垂直方向に配置
することで反射磁界分を補正して放射磁界を測定し、測
定した放射磁界によりアンテナ電流の分布を測定する測
定手段とを有することを特徴とする。
めに、本発明の比吸収率測定装置は、アンテナより電磁
波を放射したときに人体と誘電率及び透磁率がほぼ等価
な擬似生体の表面における入射磁界を、アンテナの給電
点のアンテナ電流とアンテナと擬似生体との間隔より換
算し、換算した入射磁界に基づいて比吸収率を算出して
評価する比吸収率測定装置において、アンテナの給電点
近傍に配置された磁界受信用ループプローブと、磁界受
信用ループプローブを擬似生体の表面と平行方向に移動
自在な構成とするプローブ移動体と、磁界受信用ループ
プローブのループ中心を軸として周方向に回転自在な構
成とするプローブ回転機構と、磁界受信用ループプロー
ブをプローブ移動体により移動すると共に、プローブ回
転機構により擬似生体の表面に対してループ面を平行方
向に配置したときに検出したアンテナの放射磁界のう
ち、擬似生体の表面に対してループ面を垂直方向に配置
することで反射磁界分を補正して放射磁界を測定し、測
定した放射磁界によりアンテナ電流の分布を測定する測
定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の比吸収率測定装置は、アン
テナの給電点近傍に配置された、互いに直交した二つの
ループアンテナを組み合わせた磁界プローブを複数個一
次元状に配置した磁界プローブアレイと、磁界プローブ
アレイにより受信した直交する二方向の受信磁界より擬
似生体表面において反射された磁界を補正して放射磁界
を測定し、測定した放射磁界によりアンテナ電流の分布
を測定する測定手段とを有する構成としたものである。
テナの給電点近傍に配置された、互いに直交した二つの
ループアンテナを組み合わせた磁界プローブを複数個一
次元状に配置した磁界プローブアレイと、磁界プローブ
アレイにより受信した直交する二方向の受信磁界より擬
似生体表面において反射された磁界を補正して放射磁界
を測定し、測定した放射磁界によりアンテナ電流の分布
を測定する測定手段とを有する構成としたものである。
【００１２】また、前記目的を達成するため、本発明比
吸収率測定方法は、アンテナより電磁波を放射したとき
に人体と誘電率及び透磁率がほぼ等価な擬似生体の表面
における入射磁界を、アンテナの給電点のアンテナ電流
とアンテナと擬似生体との間隔より換算し、換算した入
射磁界に基づいて比吸収率を算出して評価する比吸収率
測定方法において、直交する二方向の磁界を受信可能と
した磁界プローブを用いて、アンテナからの放射磁界と
擬似生体表面で反射された反射磁界とを区別して測定
し、アンテナを複数個の微小セグメントに分割し、それ
ぞれ微小ダイポール電流を仮定し、放射磁界測定値と微
小ダイポール電流の放射磁界計算値を用いて微小ダイポ
ール電流を推定し、この推定した微小ダイポール電流に
よるアンテナ電流分布を用いて、擬似生体表面における
入射磁界強度を算出して比吸収率を評価することを特徴
とする。
吸収率測定方法は、アンテナより電磁波を放射したとき
に人体と誘電率及び透磁率がほぼ等価な擬似生体の表面
における入射磁界を、アンテナの給電点のアンテナ電流
とアンテナと擬似生体との間隔より換算し、換算した入
射磁界に基づいて比吸収率を算出して評価する比吸収率
測定方法において、直交する二方向の磁界を受信可能と
した磁界プローブを用いて、アンテナからの放射磁界と
擬似生体表面で反射された反射磁界とを区別して測定
し、アンテナを複数個の微小セグメントに分割し、それ
ぞれ微小ダイポール電流を仮定し、放射磁界測定値と微
小ダイポール電流の放射磁界計算値を用いて微小ダイポ
ール電流を推定し、この推定した微小ダイポール電流に
よるアンテナ電流分布を用いて、擬似生体表面における
入射磁界強度を算出して比吸収率を評価することを特徴
とする。
【００１３】次に、本発明の比吸収率測定装置及び比吸
収率測定方法による電流分布推定方法及びファントム表
面における入射磁界強度の算出方法について、半波長ダ
イポールアンテナを解析モデルとした図１１と共に説明
する。
収率測定方法による電流分布推定方法及びファントム表
面における入射磁界強度の算出方法について、半波長ダ
イポールアンテナを解析モデルとした図１１と共に説明
する。
【００１４】図１１において、半波長ダイポールアンテ
ナ５は、微小ダイポール電流Ｉｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の集ま
りとし、長さが等しいＮ個の微小電気ダイポール（セグ
メント）１４に分割する。磁界の測定点１５は、Ｐ
ｊ（ｊ＝１〜Ｍ）とし、測定点における放射磁界はＨｊ
とし、測定点１５とアンテナ５との間隔はｄとする。
ナ５は、微小ダイポール電流Ｉｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の集ま
りとし、長さが等しいＮ個の微小電気ダイポール（セグ
メント）１４に分割する。磁界の測定点１５は、Ｐ
ｊ（ｊ＝１〜Ｍ）とし、測定点における放射磁界はＨｊ
とし、測定点１５とアンテナ５との間隔はｄとする。
【００１５】微小ダイポール電流Ｉｉが放射する測定点
Ｐｊにおける磁界ｊｉは、次式のように表すことができ
る。
Ｐｊにおける磁界ｊｉは、次式のように表すことができ
る。
【００１６】
【数１】 従って、測定点Ｐｊにおける放射磁界Ｈｊは、微小ダイ
ポール電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、．．．、ＩＮから放射す
る磁界Ｈｊｉの重ね合わせとなり、次式で表される。
ポール電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、．．．、ＩＮから放射す
る磁界Ｈｊｉの重ね合わせとなり、次式で表される。
【００１７】
【数２】 これを、マトリクス形式で表すと次式で表される。
【００１８】
【数３】 （７）式において、放射磁界Ｈ１、Ｈ２、
Ｈ３、．．．、ＨＭはアンテナ近傍に配置したプローブ
により測定し、係数Ａｊｉは（８）式で計算した。微小
ダイポール電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、．．．、ＩＮは最小
二乗法により解析した。
Ｈ３、．．．、ＨＭはアンテナ近傍に配置したプローブ
により測定し、係数Ａｊｉは（８）式で計算した。微小
ダイポール電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、．．．、ＩＮは最小
二乗法により解析した。
【００１９】ここでは、修正グラムーシュミット（Ｇｒ
ａｍ−Ｓｃｈｍｉｄｔ）法を用いて右辺のマトリクス第
一項をＱＲ分解した。なお、ファントム表面における入
射磁界は、微小ダイポール電流推定値（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ
３、．．．、ＩＮ）を（５）式、（６）式に代入するこ
とで算出できる。
ａｍ−Ｓｃｈｍｉｄｔ）法を用いて右辺のマトリクス第
一項をＱＲ分解した。なお、ファントム表面における入
射磁界は、微小ダイポール電流推定値（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ
３、．．．、ＩＮ）を（５）式、（６）式に代入するこ
とで算出できる。
【００２０】本発明方法では、図１２のフローチャート
に従ってＳＡＲを測定評価する。同図において、まず、
直交する二方向の磁界を受信可能とした磁界プローブを
用いてアンテナの放射磁界をファントム表面の測定点Ｐ
ｊで（５）式及び（６）式に基づいて測定する（ステッ
プ１０１）。続いて、アンテナをＮ個の微小セグメント
に分割し、それぞれ微小ダイポール電流Ｉ１〜ＩＮを仮
定する（ステップ１０２）。
に従ってＳＡＲを測定評価する。同図において、まず、
直交する二方向の磁界を受信可能とした磁界プローブを
用いてアンテナの放射磁界をファントム表面の測定点Ｐ
ｊで（５）式及び（６）式に基づいて測定する（ステッ
プ１０１）。続いて、アンテナをＮ個の微小セグメント
に分割し、それぞれ微小ダイポール電流Ｉ１〜ＩＮを仮
定する（ステップ１０２）。
【００２１】続いて、ステップ１０１で測定した放射磁
界測定値と、微小ダイポール電流の放射磁界計算値を用
いて（７）式のマトリクスを作成し（ステップ１０
３）、最小二乗法により、微小ダイポール電流Ｉ１〜Ｉ
Ｎを推定する（ステップ１０４）。そして、この推定し
た微小ダイポール電流Ｉ１〜ＩＮによるアンテナ電流分
布と（５）式と（６）式を用いて、ファントム表面にお
ける入射磁界強度を算出した後、（１）式によりＳＡＲ
を評価する（ステップ１０５）。
界測定値と、微小ダイポール電流の放射磁界計算値を用
いて（７）式のマトリクスを作成し（ステップ１０
３）、最小二乗法により、微小ダイポール電流Ｉ１〜Ｉ
Ｎを推定する（ステップ１０４）。そして、この推定し
た微小ダイポール電流Ｉ１〜ＩＮによるアンテナ電流分
布と（５）式と（６）式を用いて、ファントム表面にお
ける入射磁界強度を算出した後、（１）式によりＳＡＲ
を評価する（ステップ１０５）。
【００２２】このように、本発明装置及び方法では、直
交する二方向の磁界を受信可能とした磁界プローブを用
いて、アンテナからの放射磁界とファントム表面で反射
された反射磁界とを区別して測定することにより反射磁
界を補正してアンテナ電流分布を測定するようにしたた
め、アンテナ近傍に人体がある場合などアンテナ電流分
布が変化しても正確に測定できる。
交する二方向の磁界を受信可能とした磁界プローブを用
いて、アンテナからの放射磁界とファントム表面で反射
された反射磁界とを区別して測定することにより反射磁
界を補正してアンテナ電流分布を測定するようにしたた
め、アンテナ近傍に人体がある場合などアンテナ電流分
布が変化しても正確に測定できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明になる比吸収率測定装置の一
実施の形態の構成図を示す。同図中、図１３と同一構成
部分には同一符号を付してある。図１において、送信ア
ンテナはバズーカ型のバラン８を装着した、エレメント
長１７ｃｍの半波長ダイポールアンテナ５からなる。人
体と誘電率などの電気定数が等しい擬似生体としてのフ
ァントム４にはほぼ平板に近いモデルを用いた。このフ
ァントム４の特性は周波数９００ＭＨｚにおいて、比誘
電率４１．１、導電率０．８８［Ｓ／ｍ］、質量密度
２．４［ｇ／ｃｍ３］である。
て説明する。図１は本発明になる比吸収率測定装置の一
実施の形態の構成図を示す。同図中、図１３と同一構成
部分には同一符号を付してある。図１において、送信ア
ンテナはバズーカ型のバラン８を装着した、エレメント
長１７ｃｍの半波長ダイポールアンテナ５からなる。人
体と誘電率などの電気定数が等しい擬似生体としてのフ
ァントム４にはほぼ平板に近いモデルを用いた。このフ
ァントム４の特性は周波数９００ＭＨｚにおいて、比誘
電率４１．１、導電率０．８８［Ｓ／ｍ］、質量密度
２．４［ｇ／ｃｍ３］である。
【００２４】また、ループプローブ１はプローブ回転機
構２及びプローブ移動体３を介して支持体１０に固定さ
れ、プローブ移動体３によりアンテナ軸に沿って上下に
移動自在とされ、かつ、プローブ回転機構２により周方
向に回転自在な構成とされている。ループプローブ１の
出力端は電圧測定手段６に接続され、更に電圧測定手段
６の出力電圧が演算処理装置７に供給され、ここで磁界
強度を算出し、アンテナ電流分布及びＳＡＲを評価する
構成である。
構２及びプローブ移動体３を介して支持体１０に固定さ
れ、プローブ移動体３によりアンテナ軸に沿って上下に
移動自在とされ、かつ、プローブ回転機構２により周方
向に回転自在な構成とされている。ループプローブ１の
出力端は電圧測定手段６に接続され、更に電圧測定手段
６の出力電圧が演算処理装置７に供給され、ここで磁界
強度を算出し、アンテナ電流分布及びＳＡＲを評価する
構成である。
【００２５】ループプローブ１は、図２に示すように、
先端にギャップを設けた磁界受信用シールデッドループ
プローブである。これは文献（DYSON、"Measurement of
NearFields of Antennas and Scatterers",IEEE,Transa
ctions on Antennas Propagation,vol.AP-21,NO.4,446-
460頁、July,1973）に記載された公知のプローブで、セ
ミリジットケーブルで作成し、ループ中心がセミリジッ
トケーブルに一致するようループ面を約９０°折り曲げ
た構成により、プローブ１はプローブ回転機構２により
ループ中心を軸としてθ方向に回転させることができ
る。
先端にギャップを設けた磁界受信用シールデッドループ
プローブである。これは文献（DYSON、"Measurement of
NearFields of Antennas and Scatterers",IEEE,Transa
ctions on Antennas Propagation,vol.AP-21,NO.4,446-
460頁、July,1973）に記載された公知のプローブで、セ
ミリジットケーブルで作成し、ループ中心がセミリジッ
トケーブルに一致するようループ面を約９０°折り曲げ
た構成により、プローブ１はプローブ回転機構２により
ループ中心を軸としてθ方向に回転させることができ
る。
【００２６】次に、このＳＡＲ測定装置を用いて、アン
テナの放射磁界を測定する測定方法について説明する。
ここでは、アンテナに約０．５ｍＷの電力を供給した。
図３（Ａ）に示すように、ループプローブ１を半波長ダ
イポールアンテナ５に対して４ｃｍ離した状態で、か
つ、ギャップとアンテナ５とのなす角度（ギャップ角
度）を２７０°に保ちＡ線に沿って移動した。このとき
の磁界分布は図３（Ｂ）に丸印で示される。また、同図
（Ｂ）に示す実線は正弦波状に分布した電流の作る磁界
強度の計算値である。
テナの放射磁界を測定する測定方法について説明する。
ここでは、アンテナに約０．５ｍＷの電力を供給した。
図３（Ａ）に示すように、ループプローブ１を半波長ダ
イポールアンテナ５に対して４ｃｍ離した状態で、か
つ、ギャップとアンテナ５とのなす角度（ギャップ角
度）を２７０°に保ちＡ線に沿って移動した。このとき
の磁界分布は図３（Ｂ）に丸印で示される。また、同図
（Ｂ）に示す実線は正弦波状に分布した電流の作る磁界
強度の計算値である。
【００２７】半波長ダイポールアンテナでは、磁界分布
は駆動点（アンテナ位置０ｃｍ）を中心に対称となる。
しかしながら、図３（Ｂ）に丸印で示すように、この測
定装置によれば、磁界分布は駆動点に対して非対称であ
る。これは、磁界だけでなく、ギャップによるループプ
ローブ１の非対称性により電界も同時に受信しているた
めと考えることができる。
は駆動点（アンテナ位置０ｃｍ）を中心に対称となる。
しかしながら、図３（Ｂ）に丸印で示すように、この測
定装置によれば、磁界分布は駆動点に対して非対称であ
る。これは、磁界だけでなく、ギャップによるループプ
ローブ１の非対称性により電界も同時に受信しているた
めと考えることができる。
【００２８】そこで、ここでは、電界の影響を検討する
ため、給電点（Ｚ＝０ｃｍ）及びアンテナ先端（Ｚ＝８
ｃｍ）の近傍において、ギャップ角度によるプローブ受
信電圧の変化を調べた。図４（Ａ）はこのギャップ角度
対プローブ受信電圧特性の測定方法、同図（Ｂ）はギャ
ップ角度対プローブ受信電圧特性を示す。同図（Ａ）に
示すように、ループプローブ１を磁界が強い給電点近傍
（Ｚ＝０ｃｍ）と磁界が減少し、相対的に電界が強くな
るダイポールアンテナ５の先端近傍（Ｚ＝８ｃｍ）のそ
れぞれにおいて、ループプローブ１のギャップ角度をプ
ローブ回転機構２を用いて、３０°ずつ回転させた。
ため、給電点（Ｚ＝０ｃｍ）及びアンテナ先端（Ｚ＝８
ｃｍ）の近傍において、ギャップ角度によるプローブ受
信電圧の変化を調べた。図４（Ａ）はこのギャップ角度
対プローブ受信電圧特性の測定方法、同図（Ｂ）はギャ
ップ角度対プローブ受信電圧特性を示す。同図（Ａ）に
示すように、ループプローブ１を磁界が強い給電点近傍
（Ｚ＝０ｃｍ）と磁界が減少し、相対的に電界が強くな
るダイポールアンテナ５の先端近傍（Ｚ＝８ｃｍ）のそ
れぞれにおいて、ループプローブ１のギャップ角度をプ
ローブ回転機構２を用いて、３０°ずつ回転させた。
【００２９】このときのギャップ角度対プローブ受信電
圧特性は図４（Ｂ）に示すようになり、給電点近傍の特
性は白三角印で示すように、受信電圧がほぼ一定とな
り、電界の影響は無視できる。一方、アンテナ先端近傍
での特性は黒三角印で示すように、受信電圧がギャップ
角度に依存する。そこで、電界の影響を補正するため、
アンテナ先端における磁界は受信電圧の最小値
Ｖｍｉｎ、最大値Ｖｍａｘの中間値Ｖｈ（＝（Ｖｍａｘ
＋Ｖｍｉｎ）／２）より求めた。補正後の磁界分布を図
５に黒丸印で示す。この補正後の磁界分布は図５に示す
ように、計算値による磁界分布によく一致している。
圧特性は図４（Ｂ）に示すようになり、給電点近傍の特
性は白三角印で示すように、受信電圧がほぼ一定とな
り、電界の影響は無視できる。一方、アンテナ先端近傍
での特性は黒三角印で示すように、受信電圧がギャップ
角度に依存する。そこで、電界の影響を補正するため、
アンテナ先端における磁界は受信電圧の最小値
Ｖｍｉｎ、最大値Ｖｍａｘの中間値Ｖｈ（＝（Ｖｍａｘ
＋Ｖｍｉｎ）／２）より求めた。補正後の磁界分布を図
５に黒丸印で示す。この補正後の磁界分布は図５に示す
ように、計算値による磁界分布によく一致している。
【００３０】図６は以上の結果をもとに最小自乗法によ
り推定したアンテナ電流分布を示す。同図中、実線Ｉは
上記の測定方法による電流推定値による分布を示し、破
線ＩＩに示すλ／２分布によく近似しており、本発明測
定方法の有効性が検証された。
り推定したアンテナ電流分布を示す。同図中、実線Ｉは
上記の測定方法による電流推定値による分布を示し、破
線ＩＩに示すλ／２分布によく近似しており、本発明測
定方法の有効性が検証された。
【００３１】次に、アンテナ近傍にファントムをおいた
ときの電流分布を推定し、ＳＡＲを評価した。図７はダ
イポールアンテナ５の放射磁界Ｈｆを測定するときのプ
ローブ配置を示すＳＡＲ測定装置の下面図を示す。同図
に示すように、ループプローブ１はループ面がファント
ム４の表面に対して平行となるように設置されている。
ときの電流分布を推定し、ＳＡＲを評価した。図７はダ
イポールアンテナ５の放射磁界Ｈｆを測定するときのプ
ローブ配置を示すＳＡＲ測定装置の下面図を示す。同図
に示すように、ループプローブ１はループ面がファント
ム４の表面に対して平行となるように設置されている。
【００３２】ところで、アンテナにファントムが接近し
た場合、ファントム表面で反射した磁界の影響が測定上
問題となることが本発明者らにより確認されている（例
えば、特願平６−２２６３１３号：発明の名称「ＳＡＲ
測定方法及びＳＡＲ測定装置」）。そこで、ここでは、
図８に示すように、アンテナ電流Ｉの半波長ダイポール
アンテナ５に対して間隔ｄだけ離れた位置にあるファン
トム４の表面に電磁波９による磁界Ｈｉが入射する装置
において、ループ面がファントム４の表面に対して垂直
となるように配置し、反射磁界を補正する。なお、この
ときのプローブ１の位置は、放射磁界を測定したときと
同じ測定点にプローブ１を移動した。また、Ｈｒｙは反
射磁界のＹ方向成分である。
た場合、ファントム表面で反射した磁界の影響が測定上
問題となることが本発明者らにより確認されている（例
えば、特願平６−２２６３１３号：発明の名称「ＳＡＲ
測定方法及びＳＡＲ測定装置」）。そこで、ここでは、
図８に示すように、アンテナ電流Ｉの半波長ダイポール
アンテナ５に対して間隔ｄだけ離れた位置にあるファン
トム４の表面に電磁波９による磁界Ｈｉが入射する装置
において、ループ面がファントム４の表面に対して垂直
となるように配置し、反射磁界を補正する。なお、この
ときのプローブ１の位置は、放射磁界を測定したときと
同じ測定点にプローブ１を移動した。また、Ｈｒｙは反
射磁界のＹ方向成分である。
【００３３】図８及び図９（Ａ）のようにしてファント
ム４の表面からの反射磁界を補正した放射磁界特性を図
９（Ｂ）に示す。同図（Ｂ）において、間隔ｄが１０ｃ
ｍ程度離れている場合、アンテナ５近傍の磁界分布は白
四角印で示すように、実線で示したファントム４がない
ときの特性とほぼ一致する。一方、間隔が２．５ｃｍの
場合の磁界分布は、白三角印で示すように、放射磁界が
増加する。これはファントム４がアンテナ５に接近した
結果、相互結合の影響により、アンテナインピーダンス
が変化したためと考えられる。
ム４の表面からの反射磁界を補正した放射磁界特性を図
９（Ｂ）に示す。同図（Ｂ）において、間隔ｄが１０ｃ
ｍ程度離れている場合、アンテナ５近傍の磁界分布は白
四角印で示すように、実線で示したファントム４がない
ときの特性とほぼ一致する。一方、間隔が２．５ｃｍの
場合の磁界分布は、白三角印で示すように、放射磁界が
増加する。これはファントム４がアンテナ５に接近した
結果、相互結合の影響により、アンテナインピーダンス
が変化したためと考えられる。
【００３４】放射磁界強度よりアンテナ電流を推定し、
ＳＡＲを評価した。その結果、間隔ｄ＝２．５の場合の
ＳＡＲは約１．３４［ｍＷ／ｋｇ］、ｄ＝１０ｃｍのＳ
ＡＲは約０．０４［ｍＷ／ｋｇ］であった。
ＳＡＲを評価した。その結果、間隔ｄ＝２．５の場合の
ＳＡＲは約１．３４［ｍＷ／ｋｇ］、ｄ＝１０ｃｍのＳ
ＡＲは約０．０４［ｍＷ／ｋｇ］であった。
【００３５】図１０は本発明になる比吸収率測定装置の
他の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１
乃至図９と共に説明したのは、プローブ回転機構２を設
けたＳＡＲ測定装置及びＳＡＲ測定方法であるが、例え
ば、ギャップによる非対称性を解消したなどの対策によ
り、磁界測定用プローブに電界の影響が現れない場合、
図１０に示すＳＡＲ測定装置によりＳＡＲを測定するこ
とができる。
他の実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１
乃至図９と共に説明したのは、プローブ回転機構２を設
けたＳＡＲ測定装置及びＳＡＲ測定方法であるが、例え
ば、ギャップによる非対称性を解消したなどの対策によ
り、磁界測定用プローブに電界の影響が現れない場合、
図１０に示すＳＡＲ測定装置によりＳＡＲを測定するこ
とができる。
【００３６】図１０に示す実施の形態では、一次元状に
並べた複数個の直交ループプローブ１１を用いて放射磁
界を測定する。直交ループプローブ１１のそれぞれは、
直交したプローブＡとプローブＢの二つのループアンテ
ナを組み合わせており、プローブＡはループ面をファン
トム４の表面に対して平行に配置され、プローブＢはル
ープ面をファントム４の表面に対して垂直となるように
配置されている。
並べた複数個の直交ループプローブ１１を用いて放射磁
界を測定する。直交ループプローブ１１のそれぞれは、
直交したプローブＡとプローブＢの二つのループアンテ
ナを組み合わせており、プローブＡはループ面をファン
トム４の表面に対して平行に配置され、プローブＢはル
ープ面をファントム４の表面に対して垂直となるように
配置されている。
【００３７】各プローブＡ及びＢでは、直交する二方向
の磁界測定より、各測定点における反射磁界補正が可能
となる。従って、放射磁界分布よりアンテナ電流分布を
推定し、ＳＡＲを評価することができる。
の磁界測定より、各測定点における反射磁界補正が可能
となる。従って、放射磁界分布よりアンテナ電流分布を
推定し、ＳＡＲを評価することができる。
【００３８】本発明によるＳＡＲ測定装置及び測定方法
は、ファントム接近によりアンテナ電流分布が変化しな
い場合、アンテナ電流が複雑に分布する場合、更に電流
分布が給電点に対して非対称な場合などでも、アンテナ
電流分布推定が可能である。
は、ファントム接近によりアンテナ電流分布が変化しな
い場合、アンテナ電流が複雑に分布する場合、更に電流
分布が給電点に対して非対称な場合などでも、アンテナ
電流分布推定が可能である。
【００３９】なお、ファントム４としては、人体頭部や
人体などを考慮した球状ファントム、楕円筒ファント
ム、円柱ファントムなどを用いてもよい。
人体などを考慮した球状ファントム、楕円筒ファント
ム、円柱ファントムなどを用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明装置及び方
法によれば、直交する二方向の磁界を受信可能とした磁
界プローブを用いて、アンテナからの放射磁界とファン
トム表面で反射された反射磁界とを区別して測定するこ
とで、反射磁界を補正してアンテナ電流分布を測定する
ようにしたため、アンテナ近傍に人体がある場合などア
ンテナ電流分布が変化しても正確に測定でき、ファント
ム表面の比吸収率（ＳＡＲ）を精度良く測定評価するこ
とができる。
法によれば、直交する二方向の磁界を受信可能とした磁
界プローブを用いて、アンテナからの放射磁界とファン
トム表面で反射された反射磁界とを区別して測定するこ
とで、反射磁界を補正してアンテナ電流分布を測定する
ようにしたため、アンテナ近傍に人体がある場合などア
ンテナ電流分布が変化しても正確に測定でき、ファント
ム表面の比吸収率（ＳＡＲ）を精度良く測定評価するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施の形態の構成図である。
【図２】図１のループプローブの構成図である。
【図３】図１の磁界分布の測定方法と測定特性図であ
る。
る。
【図４】図１のギャップ角度とプローブ受信電圧特性測
定方法と測定特性図である。
定方法と測定特性図である。
【図５】電界の影響を補正した磁界分布特性図である。
【図６】図１により得られるアンテナ電流分布の一例を
示す図である。
示す図である。
【図７】アンテナの放射磁界測定時のプローブ配置説明
図である。
図である。
【図８】ファントム表面からの反射磁界補正方法説明図
である。
である。
【図９】ファントム表面からの反射磁界測定方法及びそ
のときの放射磁界特性図である。
のときの放射磁界特性図である。
【図１０】本発明装置の他の実施の形態の構成図であ
る。
る。
【図１１】本発明の電流分布推定方法及び入射磁界強度
算出方法説明図である。
算出方法説明図である。
【図１２】本発明のＳＡＲ評価方法説明用フローチャー
トである。
トである。
【図１３】従来装置の一例の構成を示す斜視図及び評価
方法説明図である。
方法説明図である。
１ ループプローブ ２ プローブ回転機構 ３ プローブ移動体 ４ ファントム ５ 半波長ダイポールアンテナ ６ 電圧測定手段 ７ 演算処理装置 ８ バラン ９ 電磁波 １０ 支持体 １１ 直交ループプローブ １２ プローブＡ １３ プローブＢ １４ 微小電気ダイポール １５ 測定点
Claims (5)
- 【請求項１】 アンテナより電磁波を放射したときに人
体と誘電率及び透磁率がほぼ等価な擬似生体の表面にお
ける入射磁界を、該アンテナの給電点のアンテナ電流と
該アンテナと前記擬似生体との間隔より換算し、該換算
した入射磁界に基づいて比吸収率を算出して評価する比
吸収率測定装置において、 前記アンテナの給電点近傍に配置された磁界受信用ルー
ププローブと、 前記磁界受信用ループプローブを前記擬似生体の表面と
平行方向に移動自在な構成とするプローブ移動体と、 前記磁界受信用ループプローブのループ中心を軸として
周方向に回転自在な構成とするプローブ回転機構と、 前記磁界受信用ループプローブを前記プローブ移動体に
より移動すると共に、前記プローブ回転機構により前記
擬似生体の表面に対してループ面を平行方向に配置した
ときに検出した前記アンテナの放射磁界のうち、前記擬
似生体の表面に対してループ面を垂直方向に配置するこ
とで反射磁界分を補正して放射磁界を測定し、該測定し
た放射磁界により前記アンテナ電流の分布を測定する測
定手段とを有することを特徴とする比吸収率測定装置。 - 【請求項２】 前記磁界受信用ループプローブは、先端
にギャップを設けたプローブであり、ループ面を直角に
折り曲げることにより、ループ中心を軸として周方向に
回転可能とした構造であることを特徴とする請求項１記
載の比吸収率測定装置。 - 【請求項３】 アンテナより電磁波を放射したときに人
体と誘電率及び透磁率がほぼ等価な擬似生体の表面にお
ける入射磁界を、該アンテナの給電点のアンテナ電流と
該アンテナと前記擬似生体との間隔より換算し、該換算
した入射磁界に基づいて比吸収率を算出して評価する比
吸収率測定装置において、 前記アンテナの給電点近傍に配置された、互いに直交し
た二つのループアンテナを組み合わせた磁界プローブを
複数個一次元状に配置した磁界プローブアレイと、 前記磁界プローブアレイにより受信した直交する二方向
の受信磁界より前記擬似生体表面において反射された磁
界を補正して放射磁界を測定し、該測定した放射磁界に
より前記アンテナ電流の分布を測定する測定手段とを有
することを特徴とする比吸収率測定装置。 - 【請求項４】 前記磁界プローブは、構成する二つのル
ープアンテナの一方が前記擬似生体表面において反射さ
れた磁界のみを受信して前記アンテナ電流の分布を測定
可能とするように配置した構造であることを特徴とする
請求項３記載の比吸収率測定装置。 - 【請求項５】 アンテナより電磁波を放射したときに人
体と誘電率及び透磁率がほぼ等価な擬似生体の表面にお
ける入射磁界を、該アンテナの給電点のアンテナ電流と
該アンテナと前記擬似生体との間隔より換算し、該換算
した入射磁界に基づいて比吸収率を算出して評価する比
吸収率測定方法において、 直交する二方向の磁界を受信可能とした磁界プローブを
用いて、前記アンテナからの放射磁界と前記擬似生体表
面で反射された反射磁界とを区別して測定し、前記アン
テナを複数個の微小セグメントに分割し、それぞれ微小
ダイポール電流を仮定し、前記放射磁界測定値と微小ダ
イポール電流の放射磁界計算値を用いて微小ダイポール
電流を推定し、この推定した微小ダイポール電流による
アンテナ電流分布を用いて、前記擬似生体表面における
入射磁界強度を算出して比吸収率を評価することを特徴
とする比吸収率測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327029A JP2790103B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 比吸収率測定装置及び比吸収率測定方法 |
| US08/766,964 US5789929A (en) | 1995-12-15 | 1996-12-16 | Method and device for measuring the specific absorption rate of electric power in a simulated human body |
| GB9626091A GB2308198B (en) | 1995-12-15 | 1996-12-16 | Method and device for measuring the specific absorbtion rate of electric power |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327029A JP2790103B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 比吸収率測定装置及び比吸収率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166554A true JPH09166554A (ja) | 1997-06-24 |
| JP2790103B2 JP2790103B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=18194521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7327029A Expired - Fee Related JP2790103B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 比吸収率測定装置及び比吸収率測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5789929A (ja) |
| JP (1) | JP2790103B2 (ja) |
| GB (1) | GB2308198B (ja) |
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| KR100600476B1 (ko) * | 2002-11-22 | 2006-07-13 | 충남대학교산학협력단 | 전자파흡수율 측정 시스템 및 그 방법 |
| CN1300573C (zh) * | 2002-04-22 | 2007-02-14 | 松下电器产业株式会社 | 用于无线装置的相对吸收率测定装置 |
| KR100692920B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2007-03-12 | 충남대학교산학협력단 | 전자파흡수율 측정 시스템 및 그 방법 |
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| CN100365420C (zh) * | 2003-02-26 | 2008-01-30 | 松下电器产业株式会社 | 无线电通信装置用比吸收率测定装置 |
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| CN1527060A (zh) | 2003-03-03 | 2004-09-08 | ���µ�����ҵ��ʽ���� | 仿真人体装置、仿真指装置、使用这些装置的天线特性测定装置、天线装置及使用该装置的无线电通信装置 |
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| US9377367B2 (en) | 2010-06-03 | 2016-06-28 | Covidien Lp | Specific absorption rate measurement and energy-delivery device characterization using thermal phantom and image analysis |
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