電磁波妨害信号の発生源特定方法及びプログラム
【課題】 比較的容易に且つ比較的短時間で電磁波妨害信号の発生源を特定することができるようにすることを目的とする。
【解決手段】 遠方界で測定した電磁波妨害信号もしくはそれに相当する信号の特徴と、近傍界で測定した各電磁波妨害信号発生源の電磁波妨害信号の特徴とを照合して電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。
【解決手段】 遠方界で測定した電磁波妨害信号もしくはそれに相当する信号の特徴と、近傍界で測定した各電磁波妨害信号発生源の電磁波妨害信号の特徴とを照合して電磁波妨害信号の発生源を特定するようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル回路を有する電子機器の電磁波妨害信号の発生源を特定するのに適用して好適な電磁波妨害信号の発生源特定方法及びその電磁波妨害信号の発生源特定処理を実行するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル回路を有する多くの電子機器において、ＣＰＵ、バス及び外部メモリ等を駆動するためのクロック発振回路等から放射される電磁波は、他の電子機器等の機能を妨害する電磁波妨害信号（ＥＭＩ：Electro-magnetic Interference）の原因となり得ることから、米国規格協会（ＡＮＳＩ：American National Standards Institute）および国際無線障害特別委員会（The International special committee on Radio Interference：ＣＩＳＰＲ）等の公的機関によりＥＭＩ関連工業規格が策定され、政府機関である例えば米国連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal communications Commission）等によりそのＥＭＩレベルが規制されている。このため、一般に、電子機器等から放射される電磁波妨害信号の尖頭値（ＰＫ：Peak）または準尖頭値（ＱＰ：Quasi Peak）がFCCルール、CISPR22規格等に規定された放射レベルの限界値（リミット）を満たすか否かの規格適合判定を実施している。
【０００３】
電子機器等が規格のリミットを満たせなかった場合、商品設計者によりＥＭＩ対策検討および規格適合判定が繰り返し実施される。このＥＭＩ対策検討は、一般的に、商品設計者の勘と経験に頼ることが多い。さらに、近年のデジタル電子機器のテクノロジーは多様化されているため、複数のクロック信号もしくはそれに同期するデジタル伝送信号等の基本波や高調波が複雑に重畳する傾向にあり、電磁波妨害信号の発生源や伝達経路の特定が困難となっている。
【０００４】
ゆえに、電磁波妨害信号の最適な対策手段の選定が困難となり、過剰なＥＭＩ対策による商品コストの高騰を招いたり、ＥＭＩ対策検討時間の増加による商品設計者への負担増大を招く傾向にある。
【０００５】
特許文献１には、従来の電磁波放射測定方法の例についての記載がある。
【特許文献１】特開２００１−３４３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の電磁波放射測定方法での問題点を低減する方法として、既に複数の特許出願があるが、今までに提案されている方法では、以下に示す問題があった。
【０００７】
問題点１）
従来の電磁波妨害信号の発生源や、その伝達経路の特定処理では、電磁波妨害信号の変調率が非常に低い場合、すなわち搬送波と側波帯の信号レベル比が大きい場合（例えば、40ｄＢ以上）、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度以下となるために側波帯（変調周波数）の抽出を行えず、ＥＭＩ発生源や伝達経路の特定を行えない。図１２は、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度以下の波形例（この例では０ｄＢが最低感度）であり、この例では搬送波以外の信号成分は、全て０ｄＢ以下となっている。
【０００８】
問題点２）
側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最適感度以下(例えば、S/Nが３０ｄB以下)となる場合、側波帯には測定誤差を含むことになる。一方、搬送波に含まれる誤差はわずかであり、これらの数値から変調率の抽出が的確に行えず、ＥＭＩ発生源や伝達経路の特定を確度が低下する。図１６は、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最適感度以下の波形例であり、搬送波と側波帯の信号が、０ｄＢを越えているが、側波帯のレベルは０ｄＢ近傍の低いレベルになっている。
【０００９】
問題点３）
側波帯のレベルが変動している場合、変調率および変調周波数を的確に抽出するためには、測定機器のスイープ時間を遅く、あるいはスイープの回数を多くし、側波帯のレベルが的確に取得されるまで時間を要する。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑み、側波帯のレベルが低い場合でも良好に電磁波妨害信号の発生源特定や伝達経路の特定が行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調し、復調した所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出し、抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定するようにしたものである。
【００１２】
かかる処理を行うことで、複数の変調周波数の抽出時間の短縮化、検出精度の向上など図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の変調周波数の抽出時間を短縮化することができ、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を良好に特定することができる。また、ＥＭＩ測定機器の最低感度レベル（スペクトラムアナライザの場合、ノイズフロア）近傍、あるいは、それ以下における変調周波数の抽出を実現する。抽出された変調周波数はコンピュータ等に記録して、ＥＭＩ特徴照合時に用いるプロファイル情報とすることができる。
【００１４】
ここで、遠方界のＥＭＩ特徴プロファイル情報と近傍界におけるＥＭＩ特徴抽出・照合を行う場合、近傍界のＥＭＩ特徴抽出・照合を優先して行って、ＥＭＩ発生源および伝達経路の絞込みを行うことで、ＥＭＩ発生源および伝達経路特定のトータル照合時間の短縮を実現することができる。
【００１５】
また、ＥＭＩ測定機器の特性として公開されている測定誤差特性、あるいは任意手法により求められたＥＭＩ測定機器のS/Nと測定誤差の関係を用い、測定機器の最適感度以下で観測される信号レベルの補正を行って搬送波と側波帯のレベル比を算出することで、ＥＭＩ測定機器の最適感度以下で観測される電磁波妨害信号の変調率算出確度向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、電波暗室での電磁界測定システム構成例であり、図２は、そのシステムを使用して、遠方界におけるＥＭＩ特徴抽出を行うシステム全体の構成例である。図２に示すように、電波暗室１０で用いられるスペクトラムアナライザやＥＭＩレシーバ等のＥＭＩ測定機器１１及び同軸リレースイッチマトリクス１２と、図１に示したターンテーブル５及びアンテナ７用のアンテナポジショナ等の駆動装置を、測定機器接続の標準規格である汎用計測インターフェースバス（ＧＰＩＢ：General Purpose Interface Bus）等でコントロールする電磁界自動測定システム構成としてある。即ち、測定システム構成としては、図１に示すように、電波暗室で構成されたリファレンスグランドプレーン６内に、ターンテーブル５を設け、そのターンテーブル５上に非金属製の台４を設置して、その台４の上に被試験機器（ＥＵＴ）１及び周辺機器２，３を配置して、ターンテーブル５で回転させながら測定を行う。受信アンテナ７については、アンテナマスト８に取付けられて、例えば１ｍから４ｍの範囲でアンテナ高さを可変できる構成としてある。
【００１８】
そして、図２に示すように、受信アンテナ７で受信した信号は、ＥＭＩ測定機器であるスペクトラムアナライザ１１で測定されて、測定室２０側に設置されたコンピュータ装置２２に測定信号を供給する。ここで本例においては、コンピュータ装置２２として、オーディオ信号の入力処理を行うサウンドボード２２ａを接続し、スペクトラムアナライザ１１の出力（ＡＦ ＯＵＴ）を、このサウンドボード２２ａのアナログオーディオ信号入力端子（ＡＦ ＩＮ）に供給する。サウンドボード２２ａに入力されたアナログ信号は、オーディオ周波数（ＡＦ）帯のアナログ信号をデジタル信号に変換する処理が行われる。コンピュータ装置２２内では、デジタル化された信号の周波数成分について、高速フーリエ変換処理などを行って解析して、側波帯を抽出する。このコンピュータ装置２２内での処理は、これらの処理機能を持つＥＭＩ評価用ソフトウェアが実装され、そのソフトウェアの実行で行われる。なお、ここでのオーディオ周波数帯とは、例えば０Ｈｚ〜２０ｋＨｚなどのいわゆる可聴帯域に相当する周波数帯である。
【００１９】
スペクトラムアナライザ１１や同軸リレースイッチマトリクス１２のＧＰＩＢ端子は、電波暗室１０側のＧＰＩＢエクステンダ１３及び測定室２０側のＧＰＩＢエクステンダ２１を介してコンピュータ装置２２のＧＰＩＢボード２２ｂと接続してある。図２の例では、両ＧＰＩＢエクステンダ１３，２１間は、光ファイバケーブルで接続してあり、それぞれのＧＰＩＢエクステンダ１３，２１と機器の間はＧＰＩＢケーブルで接続してある。
【００２０】
また、コンピュータ装置２２のＧＰＩＢボード２２ｃには、ターンテーブルコントローラ２３、アンテナポジションコントローラ２４、信号発生器２５、ＥＭＩレシーバ２６などの機器が接続してある。遠方界におけるＥＭＩ検出に使用されるアンテナとしては、一般にダイポール、バイコニカル、ログペリオディックアンテナ等が用いられる。
【００２１】
図３は、近傍界ＥＭＩ特徴抽出・照合におけるシステム構成例である。スペクトラムアナライザやＥＭＩレシーバ等のＥＭＩ測定機器１１と、これらをＧＰＩＢ等でコントロールする電磁界自動測定システムとしてある。ＥＭＩ測定機器１１には、被試験機器（ＥＵＴ）１の近傍に設置された磁界プローブとしての電磁界センサ１１ａが接続してある。図３ではＧＰＩＢ等でコントロールする構成の詳細については省略してある。
【００２２】
ここで、ＥＭＩ測定機器１１が出力するオーディオ周波数（ＡＦ）帯のアナログ信号を、コンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａのオーディオ信号入力（ＡＦＩＮ）に供給して、このサウンドボード２２ａでデジタル信号に変換して、コンピュータ装置２２に取り込ませる。取り込まれたデジタル化された信号は、その信号の周波数成分を解析機能して、側波帯を抽出および照合する機能を持つＥＭＩ評価用ソフトウェアによって処理される。
【００２３】
次に、本実施の形態の処理について説明する前に、以下の説明で使用される語句の定義を示しておく。図４は、これらの語句を示した波形である。
・ｆｃ： 搬送波の周波数
・ｆｓ： 側波帯の周波数。ｆｃ±fdにおける周波数
・ｆｄ： 変調周波数。|ｆｃ-ｆｓ|で算出される周波数の差
・Ｌｃ： 搬送波のレベル
・Ｌｓ： 側波帯のレベル
・Ｌｍ： 変調率。|Ｌｃ-Ｌｓ|で算出されるレベル差
・ｆAF： 周波数解析機能で算出される変調周波数（ｆｄ=ｆAFである）
・抽出ＥＭＩ特徴−１：抽出されたＥＭＩの特徴がｆｃとｆAF（＝０も含む）であるプロファイル情報
・抽出ＥＭＩ特徴−２：抽出されたＥＭＩの特徴がｆｃとｆAFとＬｓであるプロファイル情報
【００２４】
また、変調周波数ｆAFの抽出条件について説明する。
検出信号の復調機能付スペクトラムアナライザを用いて変調周波数ｆAFを抽出する場合の初期条件設定例を示す。
・中心周波数：後述する図５のステップ４で微調された周波数。
・周波数スパン：ゼロスパンに設定
・ＲＢＷ（Resolution bandwidth）：スペクトラムアナライザにおけるオーディオ周波数（ＡＦ）出力の最大周波数＋α
例えば、ＡＦ＝２０ｋHzの場合、ＲＢＷ＝１００ｋＨｚである。
・ＶＢＷ（Video bandwidth）： 通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＳＷＴ（Sweep Time）： 通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＤＥＭＯＤ（AF Demodulators）： ＡＭまたはＦＭの復調を行う
変調周波数ｆAFのＥＭＩ特徴抽出・照合時においては、変調周波数ｆAF抽出時の設定と同一条件とする。
【００２５】
また、復調機能付スペクトラムアナライザを用いて変調率Lmを抽出する場合の初期条件設定例を示す。
・中心周波数：後述する図５のステップ４で微調された周波数を用いる
・周波数スパン：後述する図６のステップ１１で算出された変調周波数ｆAFの２倍以上とする。例えば、ｆAF＝１０ｋＨｚの場合、周波数スパン＝３０ｋＨｚである。
・ＲＢＷ：後述する図６のステップ１１で算出された変調周波数ｆAFの１/２以下とする。例えば、ｆAF＝１０ｋＨｚの場合、ＲＢＷ＝１ｋＨｚとする。
・ＶＢＷ：通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＳＷＴ：通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
変調率LmのＥＭＩ特徴抽出・照合時においては、変調率Lm抽出時の設定と同一条件とする。
【００２６】
次に、本例のＥＭＩ特徴抽出法について、フローチャートを参照して説明する。本例の場合には、例えば図１５に示すような側波帯のＳ／Ｎが十分な場合だけでなく、従来問題であった図１６や図１２に示すような側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度（ノイズフロア）近傍あるいはそれ以下においても、また変調率が数％以下であった場合において、変調周波数ｆAFを短時間に的確に抽出できる点を特徴とする。
【００２７】
以下に、ＥＭＩ測定機器にスペクトラムアナライザを用いた場合を例に、ＥＭＩ特徴抽出手順を説明する。まず、図５のフローチャートを参照して電磁界測定処理について説明すると、スペクトラムアナライザの最大値ホールド機能を利用して周波数別に最大値を取得する（ステップＳ１）。そして、規格リミット（所定マージン）を満たすか否か判断され（ステップＳ２）、規格リミット（所定マージン）を満たす場合には測定を終了し、規格リミット（所定マージン）を満たさない場合には規格リミットを満たさない周波数を全て抽出し（ステップＳ３）、周波数別に最大放射周波数の特定を行い（ステップＳ４）、周波数放射方向の特定を行い（ステップＳ５）、周波数別にＱＰ値を取得する（ステップＳ６）。このときには、ＥＭＩレシーバのQuasi Peak検波モードが使用される。そして、周波数別にリミットが判定される（ステップＳ７）。そして、ＥＭＩの特徴を抽出したい周波数（例えば、規格リミットに対する所定のマージンが不足した周波数）を選択した後に（ステップＳ８）、ＥＭＩの特徴抽出を、図６のフローチャートに従って行う。
【００２８】
次に、ＥＭＩの特徴抽出を行う図６のフローチャートに示した処理について説明する。まず、スペクトラムアナライザの設定を、項目４に記述した変調周波数ｆAF抽出条件とする（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１０及びステップＳ１１において、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、オーディオ周波数帯の高速フーリエ変換機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する。図１３は、変調周波数ｆAFの抽出結果例を示した図である。この図１３の例では、変調周波数８ｋＨｚで変調率１％のＡＭ変調波の変調周波数抽出結果例である。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００２９】
次に、ステップＳ１２において、変調周波数ｆAFが抽出されたか否か判断する。ここで、図１３に示すような変調周波数ｆAFが抽出された場合はステップＳ１３へ進み、例えば図１４に示すように変調周波数ｆAFが抽出されなかった場合には、ステップＳ２０へ進む。
【００３０】
ステップＳ１３では、上述した変調率Lm抽出条件を設定する。そして、ステップＳ１４で、Lm抽出用データの取得を行う。ここでは、例えば、以下のいずれかで行う。
１）スペクトラムアナライザのＭａｘＨｏｌｄ機能を活用する。
２）スペクトラムアナライザのＡｖｅｒａｇｅ機能（平均波形）を活用する。
３）スペクトラムアナライザのＣｌｅａｒ／Ｗｒｉｔｅ機能を活用し、スイープ毎のスペクトラムデータをコンピュータに取り込み、最大波形または平均波形を算出する。
【００３１】
次に、ステップＳ１５として、ステップＳ１４で得られた波形における最大値の周波数を搬送波周波数ｆｃとし、ステップＳ１１で算出された変調周波数ｆAF（＝fd）を用いて側波帯の周波数ｆｓ（＝ｆｃ±ｆAF）を算出する。次に、算出されたｆｃ、ｆｓにおけるレベルＬｃ、Ｌｓを抽出する。そして、ステップＳ１６で、ステップＳ１５で抽出された搬送波及び側波帯のレベルＬｃ、Ｌｓを用いて、変調率Lm（＝Ｌｃ-Ｌｓ）を算出する。
【００３２】
側波帯のレベルＬｓのＳ／Ｎが十分でない場合（通常、３０ｄＢ以下）、側波帯のレベルＬｓは図１６に示すように測定誤差を含む。そのため、ＥＭＩ特徴照合時の一致率を悪化させてしまう。ゆえに、ステップＳ１７で、側波帯のレベルＬｓとノイズフロアの差を算出し、しきい値ＡｄＢ（例えば、測定誤差が１ｄＢ以下となるＡ＝１５ｄＢ）以上となる側波帯の周波数ｆｓを抽出する。そして、ステップＳ１７で側波帯の周波数ｆｓが抽出された場合はステップＳ１９へ進み、側波帯の周波数ｆｓが抽出されなかった場合はステップＳ２０へ進む（ステップＳ１８）。
【００３３】
ステップＳ１９では、搬送波周波数ｆｃ、変調周波数ｆAF、変調率Lmを抽出し、ＥＭＩ特徴−２としてコンピュータ装置内に保存し、ＥＭＩ特徴照合時のプロファイル情報とする。
【００３４】
また、ステップＳ２０では、搬送波周波数ｆｃ、変調周波数ｆAFを抽出ＥＭＩ特徴−１としてコンピュータ装置内に保存し、ＥＭＩ特徴照合時のプロファイル情報とする。
【００３５】
なお、ここまでの処理では、データ処理計算時間短縮のため、図６のステップＳ１３〜ステップＳ１７において、周波数解析機能により算出された変調周波数ｆAFを活用して変調率Lmを抽出しているが、既に知られた別の処理で変調率Lmを抽出しても良い。
【００３６】
次に、ＥＭＩ測定機器にスペクトラムアナライザを用いた場合を例に、ＥＭＩ特徴抽出・照合手順を説明する。
【００３７】
遠方界で観測されたＥＭＩの発生源や伝達経路の特定を行うため、上述した図６のフローチャートのＥＭＩ特徴抽出法で抽出された特徴と、近傍界におけるＥＭＩの特徴を図７、図８、図９、図１０に示すフローチャートに従って、照合を実施し、一致率を算出する。ＥＭＩ特徴照合の一致率算出は、照合終了フラグが成立するまで、繰返しでリアルタイムに行われる。
【００３８】
まず、図７のフローチャートについて説明すると、ステップＳ２１で、図６のフローチャートのＥＭＩ特徴抽出法で抽出を行った周波数ｆｃをスペクトラムアナライザに設定する。そして、次に、ステップＳ２１で設定された周波数のＥＭＩの特徴が、抽出ＥＭＩ特徴−１の場合はステップＳ２３へ進み、抽出ＥＭＩ特徴−２の場合はステップＳ２４へ進む（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ２３では、図８に示すＥＭＩ特徴照合法をコールする。ステップＳ２４では、図９に示すＥＭＩ特徴照合法をコールする。
【００３９】
次に図８に示すＥＭＩ特徴照合法のフローチャートについて説明すると、ステップＳ２５において、図７のステップＳ２１で設定された周波数のＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調周波数ｆAF抽出条件をスペクトラムアナライザに設定する。
【００４０】
そして、照合途中において、照合終了フラグが成立した場合（例えば、照合終了ボタンをクリック）、照合を終了する。照合終了フラグが成立していない場合、ステップＳ２７を実行する（ステップＳ２６）。
【００４１】
ステップＳ２７では、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、AF周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する（ステップＳ２８）（図１３参照）。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００４２】
そして、ステップＳ２８で算出された変調周波数ｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−１の変調周波数ｆAFから一致率を算出し（ステップＳ２９，Ｓ３０）、その変調周波数ｆAFの一致率をコンピュータディスプレイに出力する（ステップＳ３１）。そして、ステップＳ２６へ戻る。変調周波数ｆAFの一致率の算出方法は任意であるが、例えば、２波の変調周波数ｆAFのうち、１波が一致する場合は５０％、２波共に一致する場合は１００％とする。
【００４３】
次に、図９に示すフローチャートについて説明すると、ステップＳ３２で、変調周波数ｆAFの抽出条件を設定する。ここでのスペクトラムアナライザの設定は、図７のステップＳ２１で設定されたＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調周波数ｆAF抽出条件と同一にする。
【００４４】
次に、照合途中において、照合終了フラグが成立した場合（例えば、照合終了ボタンをクリック）、照合を終了する。照合終了フラグが成立していない場合、ステップＳ３４へ進む（ステップＳ３３）。ステップＳ３４及びステップＳ３５では、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、ＡＦ周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する（図１３参照）。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００４５】
ステップＳ３６、ステップＳ３７、ステップＳ３８としては、ステップＳ３５で算出されたｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−２の変調周波数ｆAFから一致率を算出し、その変調周波数ｆAFの一致率をコンピュータディスプレイに出力する。変調周波数ｆAFの一致率の算出方法任意であるが、例えば、照合時の変調周波数ｆAFの一致する数の割合がある。
【００４６】
その後、ステップＳ３９として、ステップＳ３７で算出された一致率がしきい値Ａ％以上（例えば、Ａ＝７５）の場合はステップＳ４０へ進み、一致率が閾値Ａ％未満である場合はステップＳ３３へ戻る。
【００４７】
ステップＳ４０では、発生源および伝達経路の一致確度を向上するため、変調率Lmによる照合を実施する場合はステップＳ４１へ進み、実施しない場合はステップＳ３３へ戻る。変調率Lmによる照合の実行/不実行の選択は、事前に設定しておいても良い。
【００４８】
ステップＳ４１では、スペクトラムアナライザの設定を、図７のステップ２１で設定された周波数のＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調率Lm抽出条件と同一とする。その後、ステップＳ４２で変調率Lm抽出用データの取得を行う。変調率Lm抽出用データの取得は、例えば、以下のいずれかで行う。
１）スペクトラムアナライザのＭａｘＨｏｌｄ機能を活用する。
２）スペクトラムアナライザのＡｖｅｒａｇｅ機能を活用する。
３）スペクトラムアナライザのＣｌｅａｒ／Ｗｒｉｔｅ機能を活用し、スイープ毎のスペクトラムデータをコンピュータに取り込み、最大波形または平均波形を算出する。
【００４９】
そして、ステップＳ４３として、ステップＳ４２で得られた波形における最大値を搬送波の周波数ｆｃとし、ステップＳ３５で算出された変調周波数ｆAF（＝fd）を用いてｆｓ（＝ｆｃ±ｆＡＦ）を算出する。次に、Ｌｃと算出された側波帯の周波数ｆｓにおけるレベルＬｓを抽出する。そして、ステップＳ４４として、ステップＳ４３で抽出されたレベルＬｃ、Ｌｓを用いて、変調率Lm（＝Ｌｃ-Ｌｓ）を算出する。
【００５０】
ここで、図６のステップＳ１７において、閾値Ａを１５ｄB以下に設定した場合、図１１に示す測定誤差を含むため、一致率の悪化が生じる。この抑制のため、測定誤差補正の有無をあらかじめ設定しておき、測定誤差補正を実施する場合はステップ４６へ進み、実施しない場合はステップＳ４７へ進む（ステップＳ４５）。
【００５１】
ステップＳ４６では、図１０のフローチャートに示す測定誤差補正法をコールする。その後、ステップＳ４７及びステップＳ４８として、ステップＳ４３で算出された変調周波数ｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−２の変調率Lmを用いて一致率を算出し、それをコンピュータディスプレイに出力する。そして、ステップＳ３２へ戻る。変調率Lmの一致率の算出方法は任意で、例えば、抽出ＥＭＩ特徴―２の変調率Lmと照合時の変調率Lmの差分に重み付けをし、その重み付け結果に応じた割合を算出する方法がある。
【００５２】
次に、図１０のフローチャートに示す測定誤差補正法について説明する。この処理は、ＥＭＩ特徴抽出・照合時の側波帯のレベルLsについてのみならず、あらかじめ取得された抽出ＥＭＩ特徴−２の側波帯のレベルLsについても実施する。
【００５３】
まず、ステップＳ４９で、（側波帯のレベル）−（ノイズフロアのレベル）を算出する。次に、ステップＳ５０で、図１１に示すようなＳ／Ｎと測定誤差の関係を用いて、ステップＳ４９で算出された値における測定誤差を求める。さらに、側波帯のレベルは測定誤差分高い値となっているため、ステップＳ５１で、変調率Lmを測定誤差分補正（差し引く）する。
【００５４】
なお、ここまでの説明では、データ処理計算時間短縮のため、ステップＳ４１〜ステップＳ４４およびステップＳ４６において、周波数解析機能により算出された変調周波数ｆAFを活用して変調率Lmを抽出し、変調率Lmの一致率を算出しているが、既に知られた別の処理を適用して、変調周波数fdと変調率Lmの一致率を算出しても良い。
【００５５】
ここまで説明した本実施の形態の処理を行うことで、以下のような効果を有する。
・EMI発生源および伝達経路特定時間短縮
周波数解析機能を用いて変調周波数を算出してEMI特徴を抽出・照合することにより、その時間を大幅に短縮できる。例えば、
・側波帯レベルの最大値取得に必要な観測時間を１０ｓ
・スイープタイムを２００ｍｓ
・変調周波数を抽出する周波数の数を２
・クロック発振源の数を５
・１ヶ所あたりの観測ポイント数４
とすると、変調周波数の抽出時間は
従来は、１０ｓ×４×５＝２００ｓ必要であったのが、本実施の形態では、２００ｍｓ×４×５＝４ｓとなり、抽出時間を１／５０に短縮できる。
【００５６】
・照合確度の向上
従来手法では認知できない変調率数％程度のＥＭＩや、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度（スペクトラムアナライザの場合はノイズフロア）近傍あるいはそれよりわずかに下回るＥＭＩの変調周波数を抽出して照合を実現できる。また、最適感度以下の側波帯について測定誤差補正法を用いることで変調率算出角度を向上できる。以上２つの方法の組み合わせにより、より多くのＥＭＩの特徴照合の確度を向上させることができる。
【００５７】
・設計者の負担軽減
商品設計者の評価スキルに依存することなく、ＥＭＩ発生源の特定や伝達経路の特定を短時間かつ的確に行える。設計者はＥＭＩ対策案の考案に集中することができる。
【００５８】
なお、ここまで説明した実施の形態では、１台のＥＭＩ測定機器を使用して測定した例について説明したが、例えば図１７に示すように、電磁界センサ１１ａ（Magnetic -Probeなど）から抽出されたＥＭＩを、分波器３１を介して２台のＥＭＩ測定機器１１，３２に同時に入力させる構成としてもよい。一方のＥＭＩ測定機器１１で復調したアナログオーディオ帯域信号（ＡＦ信号）は、コンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａに入力させて、アナログ/デジタル変換してFFT等による周波数解析を行い、変調周波数ｆAFの抽出・照合を実施、もう一方のＥＭＩ測定機器３２の出力についてもコンピュータ装置２２に入力させて、別の処理で変調率Lmの抽出・照合を同時に行う。このようにしたことにより、より高速にＥＭＩ特徴の抽出・照合を行うことができる。
【００５９】
また、ＥＭＩ測定機器として、オーディオ復調機能を持たないＥＭＩ測定機器を用いる場合、例えば図１８に示すように、ＥＭＩ測定機器１１が出力する中間周波数（ＩＦ）を、ラジオ放送受信機であるＡＭ／ＦＭ受信機３３に入力してオーディオ周波数を復調処理させる。これをコンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａ等によりデジタル化してコンピュータ装置２２へ取り込み、周波数解析機能（例えば、AF周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて変調周波数ｆAFを抽出する。この変調周波数ｆAFを用いて抽出・照合を実施することで、上述した例と同様に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される測定システム例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態が適用されるＥＭＩ特徴抽出システム例を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態が適用されるＥＭＩ特徴抽出・照合システム例を示す構成図である。
【図４】ＥＭＩ特徴データの定義を説明するための波形図である。
【図５】本発明の一実施の形態による電磁界測定例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴抽出例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合手順の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合例（例１）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合例（例２）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施の形態による測定誤差補正例を示すフローチャートである。
【図１１】Ｓ／Ｎと測定誤差の関係例を示す特性図である。
【図１２】変調波形例を示す波形図である。
【図１３】変調波形抽出結果例を示す波形図である。
【図１４】非変調波形抽出結果例を示す波形図である。
【図１５】側波帯のＳ／Ｎが１０ｄＢ以上の例を示す波形図である。
【図１６】側波帯のＳ／Ｎが５ｄＢ以下の例を示す波形図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態によるＥＭＩ特徴抽出システム例を示す構成図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態によるＥＭＩ測定システム例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…被試験機器（ＥＵＴ）、２，３…周辺機器、４…非金属製の台、５…ターンテーブル、６…リファレンスグランドプレーン、７…受信アンテナ、８…アンテナマスト、１０…電波暗室、１１…ＥＭＩ測定機器（スペクトルアナライザ）、１１ａ…電磁界センサ、１２…同軸リレースイッチ、１３…ＧＰＩＢエクステンダ、２０…測定室、２１…ＧＰＩＢエクステンダ、２２…コンピュータ装置、２２ａ…サウンドボード、２２ｂ，２２ｃ…ＧＰＩＢボード、２３…ターンテーブルコントローラ、２４…アンテナポジションコントローラ、２５…信号発生器、２６…ＥＭＩレシーバ、３１…分波器、３２…ＥＭＩ測定機器、３３…ＡＭ／ＡＭ受信機
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル回路を有する電子機器の電磁波妨害信号の発生源を特定するのに適用して好適な電磁波妨害信号の発生源特定方法及びその電磁波妨害信号の発生源特定処理を実行するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル回路を有する多くの電子機器において、ＣＰＵ、バス及び外部メモリ等を駆動するためのクロック発振回路等から放射される電磁波は、他の電子機器等の機能を妨害する電磁波妨害信号（ＥＭＩ：Electro-magnetic Interference）の原因となり得ることから、米国規格協会（ＡＮＳＩ：American National Standards Institute）および国際無線障害特別委員会（The International special committee on Radio Interference：ＣＩＳＰＲ）等の公的機関によりＥＭＩ関連工業規格が策定され、政府機関である例えば米国連邦通信委員会（ＦＣＣ：Federal communications Commission）等によりそのＥＭＩレベルが規制されている。このため、一般に、電子機器等から放射される電磁波妨害信号の尖頭値（ＰＫ：Peak）または準尖頭値（ＱＰ：Quasi Peak）がFCCルール、CISPR22規格等に規定された放射レベルの限界値（リミット）を満たすか否かの規格適合判定を実施している。
【０００３】
電子機器等が規格のリミットを満たせなかった場合、商品設計者によりＥＭＩ対策検討および規格適合判定が繰り返し実施される。このＥＭＩ対策検討は、一般的に、商品設計者の勘と経験に頼ることが多い。さらに、近年のデジタル電子機器のテクノロジーは多様化されているため、複数のクロック信号もしくはそれに同期するデジタル伝送信号等の基本波や高調波が複雑に重畳する傾向にあり、電磁波妨害信号の発生源や伝達経路の特定が困難となっている。
【０００４】
ゆえに、電磁波妨害信号の最適な対策手段の選定が困難となり、過剰なＥＭＩ対策による商品コストの高騰を招いたり、ＥＭＩ対策検討時間の増加による商品設計者への負担増大を招く傾向にある。
【０００５】
特許文献１には、従来の電磁波放射測定方法の例についての記載がある。
【特許文献１】特開２００１−３４３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の電磁波放射測定方法での問題点を低減する方法として、既に複数の特許出願があるが、今までに提案されている方法では、以下に示す問題があった。
【０００７】
問題点１）
従来の電磁波妨害信号の発生源や、その伝達経路の特定処理では、電磁波妨害信号の変調率が非常に低い場合、すなわち搬送波と側波帯の信号レベル比が大きい場合（例えば、40ｄＢ以上）、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度以下となるために側波帯（変調周波数）の抽出を行えず、ＥＭＩ発生源や伝達経路の特定を行えない。図１２は、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度以下の波形例（この例では０ｄＢが最低感度）であり、この例では搬送波以外の信号成分は、全て０ｄＢ以下となっている。
【０００８】
問題点２）
側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最適感度以下(例えば、S/Nが３０ｄB以下)となる場合、側波帯には測定誤差を含むことになる。一方、搬送波に含まれる誤差はわずかであり、これらの数値から変調率の抽出が的確に行えず、ＥＭＩ発生源や伝達経路の特定を確度が低下する。図１６は、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最適感度以下の波形例であり、搬送波と側波帯の信号が、０ｄＢを越えているが、側波帯のレベルは０ｄＢ近傍の低いレベルになっている。
【０００９】
問題点３）
側波帯のレベルが変動している場合、変調率および変調周波数を的確に抽出するためには、測定機器のスイープ時間を遅く、あるいはスイープの回数を多くし、側波帯のレベルが的確に取得されるまで時間を要する。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑み、側波帯のレベルが低い場合でも良好に電磁波妨害信号の発生源特定や伝達経路の特定が行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調し、復調した所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出し、抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定するようにしたものである。
【００１２】
かかる処理を行うことで、複数の変調周波数の抽出時間の短縮化、検出精度の向上など図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の変調周波数の抽出時間を短縮化することができ、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を良好に特定することができる。また、ＥＭＩ測定機器の最低感度レベル（スペクトラムアナライザの場合、ノイズフロア）近傍、あるいは、それ以下における変調周波数の抽出を実現する。抽出された変調周波数はコンピュータ等に記録して、ＥＭＩ特徴照合時に用いるプロファイル情報とすることができる。
【００１４】
ここで、遠方界のＥＭＩ特徴プロファイル情報と近傍界におけるＥＭＩ特徴抽出・照合を行う場合、近傍界のＥＭＩ特徴抽出・照合を優先して行って、ＥＭＩ発生源および伝達経路の絞込みを行うことで、ＥＭＩ発生源および伝達経路特定のトータル照合時間の短縮を実現することができる。
【００１５】
また、ＥＭＩ測定機器の特性として公開されている測定誤差特性、あるいは任意手法により求められたＥＭＩ測定機器のS/Nと測定誤差の関係を用い、測定機器の最適感度以下で観測される信号レベルの補正を行って搬送波と側波帯のレベル比を算出することで、ＥＭＩ測定機器の最適感度以下で観測される電磁波妨害信号の変調率算出確度向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、電波暗室での電磁界測定システム構成例であり、図２は、そのシステムを使用して、遠方界におけるＥＭＩ特徴抽出を行うシステム全体の構成例である。図２に示すように、電波暗室１０で用いられるスペクトラムアナライザやＥＭＩレシーバ等のＥＭＩ測定機器１１及び同軸リレースイッチマトリクス１２と、図１に示したターンテーブル５及びアンテナ７用のアンテナポジショナ等の駆動装置を、測定機器接続の標準規格である汎用計測インターフェースバス（ＧＰＩＢ：General Purpose Interface Bus）等でコントロールする電磁界自動測定システム構成としてある。即ち、測定システム構成としては、図１に示すように、電波暗室で構成されたリファレンスグランドプレーン６内に、ターンテーブル５を設け、そのターンテーブル５上に非金属製の台４を設置して、その台４の上に被試験機器（ＥＵＴ）１及び周辺機器２，３を配置して、ターンテーブル５で回転させながら測定を行う。受信アンテナ７については、アンテナマスト８に取付けられて、例えば１ｍから４ｍの範囲でアンテナ高さを可変できる構成としてある。
【００１８】
そして、図２に示すように、受信アンテナ７で受信した信号は、ＥＭＩ測定機器であるスペクトラムアナライザ１１で測定されて、測定室２０側に設置されたコンピュータ装置２２に測定信号を供給する。ここで本例においては、コンピュータ装置２２として、オーディオ信号の入力処理を行うサウンドボード２２ａを接続し、スペクトラムアナライザ１１の出力（ＡＦ ＯＵＴ）を、このサウンドボード２２ａのアナログオーディオ信号入力端子（ＡＦ ＩＮ）に供給する。サウンドボード２２ａに入力されたアナログ信号は、オーディオ周波数（ＡＦ）帯のアナログ信号をデジタル信号に変換する処理が行われる。コンピュータ装置２２内では、デジタル化された信号の周波数成分について、高速フーリエ変換処理などを行って解析して、側波帯を抽出する。このコンピュータ装置２２内での処理は、これらの処理機能を持つＥＭＩ評価用ソフトウェアが実装され、そのソフトウェアの実行で行われる。なお、ここでのオーディオ周波数帯とは、例えば０Ｈｚ〜２０ｋＨｚなどのいわゆる可聴帯域に相当する周波数帯である。
【００１９】
スペクトラムアナライザ１１や同軸リレースイッチマトリクス１２のＧＰＩＢ端子は、電波暗室１０側のＧＰＩＢエクステンダ１３及び測定室２０側のＧＰＩＢエクステンダ２１を介してコンピュータ装置２２のＧＰＩＢボード２２ｂと接続してある。図２の例では、両ＧＰＩＢエクステンダ１３，２１間は、光ファイバケーブルで接続してあり、それぞれのＧＰＩＢエクステンダ１３，２１と機器の間はＧＰＩＢケーブルで接続してある。
【００２０】
また、コンピュータ装置２２のＧＰＩＢボード２２ｃには、ターンテーブルコントローラ２３、アンテナポジションコントローラ２４、信号発生器２５、ＥＭＩレシーバ２６などの機器が接続してある。遠方界におけるＥＭＩ検出に使用されるアンテナとしては、一般にダイポール、バイコニカル、ログペリオディックアンテナ等が用いられる。
【００２１】
図３は、近傍界ＥＭＩ特徴抽出・照合におけるシステム構成例である。スペクトラムアナライザやＥＭＩレシーバ等のＥＭＩ測定機器１１と、これらをＧＰＩＢ等でコントロールする電磁界自動測定システムとしてある。ＥＭＩ測定機器１１には、被試験機器（ＥＵＴ）１の近傍に設置された磁界プローブとしての電磁界センサ１１ａが接続してある。図３ではＧＰＩＢ等でコントロールする構成の詳細については省略してある。
【００２２】
ここで、ＥＭＩ測定機器１１が出力するオーディオ周波数（ＡＦ）帯のアナログ信号を、コンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａのオーディオ信号入力（ＡＦＩＮ）に供給して、このサウンドボード２２ａでデジタル信号に変換して、コンピュータ装置２２に取り込ませる。取り込まれたデジタル化された信号は、その信号の周波数成分を解析機能して、側波帯を抽出および照合する機能を持つＥＭＩ評価用ソフトウェアによって処理される。
【００２３】
次に、本実施の形態の処理について説明する前に、以下の説明で使用される語句の定義を示しておく。図４は、これらの語句を示した波形である。
・ｆｃ： 搬送波の周波数
・ｆｓ： 側波帯の周波数。ｆｃ±fdにおける周波数
・ｆｄ： 変調周波数。|ｆｃ-ｆｓ|で算出される周波数の差
・Ｌｃ： 搬送波のレベル
・Ｌｓ： 側波帯のレベル
・Ｌｍ： 変調率。|Ｌｃ-Ｌｓ|で算出されるレベル差
・ｆAF： 周波数解析機能で算出される変調周波数（ｆｄ=ｆAFである）
・抽出ＥＭＩ特徴−１：抽出されたＥＭＩの特徴がｆｃとｆAF（＝０も含む）であるプロファイル情報
・抽出ＥＭＩ特徴−２：抽出されたＥＭＩの特徴がｆｃとｆAFとＬｓであるプロファイル情報
【００２４】
また、変調周波数ｆAFの抽出条件について説明する。
検出信号の復調機能付スペクトラムアナライザを用いて変調周波数ｆAFを抽出する場合の初期条件設定例を示す。
・中心周波数：後述する図５のステップ４で微調された周波数。
・周波数スパン：ゼロスパンに設定
・ＲＢＷ（Resolution bandwidth）：スペクトラムアナライザにおけるオーディオ周波数（ＡＦ）出力の最大周波数＋α
例えば、ＡＦ＝２０ｋHzの場合、ＲＢＷ＝１００ｋＨｚである。
・ＶＢＷ（Video bandwidth）： 通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＳＷＴ（Sweep Time）： 通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＤＥＭＯＤ（AF Demodulators）： ＡＭまたはＦＭの復調を行う
変調周波数ｆAFのＥＭＩ特徴抽出・照合時においては、変調周波数ｆAF抽出時の設定と同一条件とする。
【００２５】
また、復調機能付スペクトラムアナライザを用いて変調率Lmを抽出する場合の初期条件設定例を示す。
・中心周波数：後述する図５のステップ４で微調された周波数を用いる
・周波数スパン：後述する図６のステップ１１で算出された変調周波数ｆAFの２倍以上とする。例えば、ｆAF＝１０ｋＨｚの場合、周波数スパン＝３０ｋＨｚである。
・ＲＢＷ：後述する図６のステップ１１で算出された変調周波数ｆAFの１/２以下とする。例えば、ｆAF＝１０ｋＨｚの場合、ＲＢＷ＝１ｋＨｚとする。
・ＶＢＷ：通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
・ＳＷＴ：通常、自動（Ａｕｔｏ）にしておく。
変調率LmのＥＭＩ特徴抽出・照合時においては、変調率Lm抽出時の設定と同一条件とする。
【００２６】
次に、本例のＥＭＩ特徴抽出法について、フローチャートを参照して説明する。本例の場合には、例えば図１５に示すような側波帯のＳ／Ｎが十分な場合だけでなく、従来問題であった図１６や図１２に示すような側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度（ノイズフロア）近傍あるいはそれ以下においても、また変調率が数％以下であった場合において、変調周波数ｆAFを短時間に的確に抽出できる点を特徴とする。
【００２７】
以下に、ＥＭＩ測定機器にスペクトラムアナライザを用いた場合を例に、ＥＭＩ特徴抽出手順を説明する。まず、図５のフローチャートを参照して電磁界測定処理について説明すると、スペクトラムアナライザの最大値ホールド機能を利用して周波数別に最大値を取得する（ステップＳ１）。そして、規格リミット（所定マージン）を満たすか否か判断され（ステップＳ２）、規格リミット（所定マージン）を満たす場合には測定を終了し、規格リミット（所定マージン）を満たさない場合には規格リミットを満たさない周波数を全て抽出し（ステップＳ３）、周波数別に最大放射周波数の特定を行い（ステップＳ４）、周波数放射方向の特定を行い（ステップＳ５）、周波数別にＱＰ値を取得する（ステップＳ６）。このときには、ＥＭＩレシーバのQuasi Peak検波モードが使用される。そして、周波数別にリミットが判定される（ステップＳ７）。そして、ＥＭＩの特徴を抽出したい周波数（例えば、規格リミットに対する所定のマージンが不足した周波数）を選択した後に（ステップＳ８）、ＥＭＩの特徴抽出を、図６のフローチャートに従って行う。
【００２８】
次に、ＥＭＩの特徴抽出を行う図６のフローチャートに示した処理について説明する。まず、スペクトラムアナライザの設定を、項目４に記述した変調周波数ｆAF抽出条件とする（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１０及びステップＳ１１において、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、オーディオ周波数帯の高速フーリエ変換機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する。図１３は、変調周波数ｆAFの抽出結果例を示した図である。この図１３の例では、変調周波数８ｋＨｚで変調率１％のＡＭ変調波の変調周波数抽出結果例である。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００２９】
次に、ステップＳ１２において、変調周波数ｆAFが抽出されたか否か判断する。ここで、図１３に示すような変調周波数ｆAFが抽出された場合はステップＳ１３へ進み、例えば図１４に示すように変調周波数ｆAFが抽出されなかった場合には、ステップＳ２０へ進む。
【００３０】
ステップＳ１３では、上述した変調率Lm抽出条件を設定する。そして、ステップＳ１４で、Lm抽出用データの取得を行う。ここでは、例えば、以下のいずれかで行う。
１）スペクトラムアナライザのＭａｘＨｏｌｄ機能を活用する。
２）スペクトラムアナライザのＡｖｅｒａｇｅ機能（平均波形）を活用する。
３）スペクトラムアナライザのＣｌｅａｒ／Ｗｒｉｔｅ機能を活用し、スイープ毎のスペクトラムデータをコンピュータに取り込み、最大波形または平均波形を算出する。
【００３１】
次に、ステップＳ１５として、ステップＳ１４で得られた波形における最大値の周波数を搬送波周波数ｆｃとし、ステップＳ１１で算出された変調周波数ｆAF（＝fd）を用いて側波帯の周波数ｆｓ（＝ｆｃ±ｆAF）を算出する。次に、算出されたｆｃ、ｆｓにおけるレベルＬｃ、Ｌｓを抽出する。そして、ステップＳ１６で、ステップＳ１５で抽出された搬送波及び側波帯のレベルＬｃ、Ｌｓを用いて、変調率Lm（＝Ｌｃ-Ｌｓ）を算出する。
【００３２】
側波帯のレベルＬｓのＳ／Ｎが十分でない場合（通常、３０ｄＢ以下）、側波帯のレベルＬｓは図１６に示すように測定誤差を含む。そのため、ＥＭＩ特徴照合時の一致率を悪化させてしまう。ゆえに、ステップＳ１７で、側波帯のレベルＬｓとノイズフロアの差を算出し、しきい値ＡｄＢ（例えば、測定誤差が１ｄＢ以下となるＡ＝１５ｄＢ）以上となる側波帯の周波数ｆｓを抽出する。そして、ステップＳ１７で側波帯の周波数ｆｓが抽出された場合はステップＳ１９へ進み、側波帯の周波数ｆｓが抽出されなかった場合はステップＳ２０へ進む（ステップＳ１８）。
【００３３】
ステップＳ１９では、搬送波周波数ｆｃ、変調周波数ｆAF、変調率Lmを抽出し、ＥＭＩ特徴−２としてコンピュータ装置内に保存し、ＥＭＩ特徴照合時のプロファイル情報とする。
【００３４】
また、ステップＳ２０では、搬送波周波数ｆｃ、変調周波数ｆAFを抽出ＥＭＩ特徴−１としてコンピュータ装置内に保存し、ＥＭＩ特徴照合時のプロファイル情報とする。
【００３５】
なお、ここまでの処理では、データ処理計算時間短縮のため、図６のステップＳ１３〜ステップＳ１７において、周波数解析機能により算出された変調周波数ｆAFを活用して変調率Lmを抽出しているが、既に知られた別の処理で変調率Lmを抽出しても良い。
【００３６】
次に、ＥＭＩ測定機器にスペクトラムアナライザを用いた場合を例に、ＥＭＩ特徴抽出・照合手順を説明する。
【００３７】
遠方界で観測されたＥＭＩの発生源や伝達経路の特定を行うため、上述した図６のフローチャートのＥＭＩ特徴抽出法で抽出された特徴と、近傍界におけるＥＭＩの特徴を図７、図８、図９、図１０に示すフローチャートに従って、照合を実施し、一致率を算出する。ＥＭＩ特徴照合の一致率算出は、照合終了フラグが成立するまで、繰返しでリアルタイムに行われる。
【００３８】
まず、図７のフローチャートについて説明すると、ステップＳ２１で、図６のフローチャートのＥＭＩ特徴抽出法で抽出を行った周波数ｆｃをスペクトラムアナライザに設定する。そして、次に、ステップＳ２１で設定された周波数のＥＭＩの特徴が、抽出ＥＭＩ特徴−１の場合はステップＳ２３へ進み、抽出ＥＭＩ特徴−２の場合はステップＳ２４へ進む（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ２３では、図８に示すＥＭＩ特徴照合法をコールする。ステップＳ２４では、図９に示すＥＭＩ特徴照合法をコールする。
【００３９】
次に図８に示すＥＭＩ特徴照合法のフローチャートについて説明すると、ステップＳ２５において、図７のステップＳ２１で設定された周波数のＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調周波数ｆAF抽出条件をスペクトラムアナライザに設定する。
【００４０】
そして、照合途中において、照合終了フラグが成立した場合（例えば、照合終了ボタンをクリック）、照合を終了する。照合終了フラグが成立していない場合、ステップＳ２７を実行する（ステップＳ２６）。
【００４１】
ステップＳ２７では、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、AF周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する（ステップＳ２８）（図１３参照）。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００４２】
そして、ステップＳ２８で算出された変調周波数ｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−１の変調周波数ｆAFから一致率を算出し（ステップＳ２９，Ｓ３０）、その変調周波数ｆAFの一致率をコンピュータディスプレイに出力する（ステップＳ３１）。そして、ステップＳ２６へ戻る。変調周波数ｆAFの一致率の算出方法は任意であるが、例えば、２波の変調周波数ｆAFのうち、１波が一致する場合は５０％、２波共に一致する場合は１００％とする。
【００４３】
次に、図９に示すフローチャートについて説明すると、ステップＳ３２で、変調周波数ｆAFの抽出条件を設定する。ここでのスペクトラムアナライザの設定は、図７のステップＳ２１で設定されたＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調周波数ｆAF抽出条件と同一にする。
【００４４】
次に、照合途中において、照合終了フラグが成立した場合（例えば、照合終了ボタンをクリック）、照合を終了する。照合終了フラグが成立していない場合、ステップＳ３４へ進む（ステップＳ３３）。ステップＳ３４及びステップＳ３５では、スペクトラムアナライザの復調機能により復調されたＡＦ信号出力を、サウンドボードへ入力する。ここで信号のデジタル化をしてからコンピュータへ取り込み、周波数解析機能（例えば、ＡＦ周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて周波数変換し、変調周波数ｆAFを抽出する（図１３参照）。変調周波数ｆAFは、複数存在する場合がある。
【００４５】
ステップＳ３６、ステップＳ３７、ステップＳ３８としては、ステップＳ３５で算出されたｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−２の変調周波数ｆAFから一致率を算出し、その変調周波数ｆAFの一致率をコンピュータディスプレイに出力する。変調周波数ｆAFの一致率の算出方法任意であるが、例えば、照合時の変調周波数ｆAFの一致する数の割合がある。
【００４６】
その後、ステップＳ３９として、ステップＳ３７で算出された一致率がしきい値Ａ％以上（例えば、Ａ＝７５）の場合はステップＳ４０へ進み、一致率が閾値Ａ％未満である場合はステップＳ３３へ戻る。
【００４７】
ステップＳ４０では、発生源および伝達経路の一致確度を向上するため、変調率Lmによる照合を実施する場合はステップＳ４１へ進み、実施しない場合はステップＳ３３へ戻る。変調率Lmによる照合の実行/不実行の選択は、事前に設定しておいても良い。
【００４８】
ステップＳ４１では、スペクトラムアナライザの設定を、図７のステップ２１で設定された周波数のＥＭＩ特徴抽出法で用いられた変調率Lm抽出条件と同一とする。その後、ステップＳ４２で変調率Lm抽出用データの取得を行う。変調率Lm抽出用データの取得は、例えば、以下のいずれかで行う。
１）スペクトラムアナライザのＭａｘＨｏｌｄ機能を活用する。
２）スペクトラムアナライザのＡｖｅｒａｇｅ機能を活用する。
３）スペクトラムアナライザのＣｌｅａｒ／Ｗｒｉｔｅ機能を活用し、スイープ毎のスペクトラムデータをコンピュータに取り込み、最大波形または平均波形を算出する。
【００４９】
そして、ステップＳ４３として、ステップＳ４２で得られた波形における最大値を搬送波の周波数ｆｃとし、ステップＳ３５で算出された変調周波数ｆAF（＝fd）を用いてｆｓ（＝ｆｃ±ｆＡＦ）を算出する。次に、Ｌｃと算出された側波帯の周波数ｆｓにおけるレベルＬｓを抽出する。そして、ステップＳ４４として、ステップＳ４３で抽出されたレベルＬｃ、Ｌｓを用いて、変調率Lm（＝Ｌｃ-Ｌｓ）を算出する。
【００５０】
ここで、図６のステップＳ１７において、閾値Ａを１５ｄB以下に設定した場合、図１１に示す測定誤差を含むため、一致率の悪化が生じる。この抑制のため、測定誤差補正の有無をあらかじめ設定しておき、測定誤差補正を実施する場合はステップ４６へ進み、実施しない場合はステップＳ４７へ進む（ステップＳ４５）。
【００５１】
ステップＳ４６では、図１０のフローチャートに示す測定誤差補正法をコールする。その後、ステップＳ４７及びステップＳ４８として、ステップＳ４３で算出された変調周波数ｆAFと抽出ＥＭＩ特徴−２の変調率Lmを用いて一致率を算出し、それをコンピュータディスプレイに出力する。そして、ステップＳ３２へ戻る。変調率Lmの一致率の算出方法は任意で、例えば、抽出ＥＭＩ特徴―２の変調率Lmと照合時の変調率Lmの差分に重み付けをし、その重み付け結果に応じた割合を算出する方法がある。
【００５２】
次に、図１０のフローチャートに示す測定誤差補正法について説明する。この処理は、ＥＭＩ特徴抽出・照合時の側波帯のレベルLsについてのみならず、あらかじめ取得された抽出ＥＭＩ特徴−２の側波帯のレベルLsについても実施する。
【００５３】
まず、ステップＳ４９で、（側波帯のレベル）−（ノイズフロアのレベル）を算出する。次に、ステップＳ５０で、図１１に示すようなＳ／Ｎと測定誤差の関係を用いて、ステップＳ４９で算出された値における測定誤差を求める。さらに、側波帯のレベルは測定誤差分高い値となっているため、ステップＳ５１で、変調率Lmを測定誤差分補正（差し引く）する。
【００５４】
なお、ここまでの説明では、データ処理計算時間短縮のため、ステップＳ４１〜ステップＳ４４およびステップＳ４６において、周波数解析機能により算出された変調周波数ｆAFを活用して変調率Lmを抽出し、変調率Lmの一致率を算出しているが、既に知られた別の処理を適用して、変調周波数fdと変調率Lmの一致率を算出しても良い。
【００５５】
ここまで説明した本実施の形態の処理を行うことで、以下のような効果を有する。
・EMI発生源および伝達経路特定時間短縮
周波数解析機能を用いて変調周波数を算出してEMI特徴を抽出・照合することにより、その時間を大幅に短縮できる。例えば、
・側波帯レベルの最大値取得に必要な観測時間を１０ｓ
・スイープタイムを２００ｍｓ
・変調周波数を抽出する周波数の数を２
・クロック発振源の数を５
・１ヶ所あたりの観測ポイント数４
とすると、変調周波数の抽出時間は
従来は、１０ｓ×４×５＝２００ｓ必要であったのが、本実施の形態では、２００ｍｓ×４×５＝４ｓとなり、抽出時間を１／５０に短縮できる。
【００５６】
・照合確度の向上
従来手法では認知できない変調率数％程度のＥＭＩや、側波帯のレベルがＥＭＩ測定機器の最低感度（スペクトラムアナライザの場合はノイズフロア）近傍あるいはそれよりわずかに下回るＥＭＩの変調周波数を抽出して照合を実現できる。また、最適感度以下の側波帯について測定誤差補正法を用いることで変調率算出角度を向上できる。以上２つの方法の組み合わせにより、より多くのＥＭＩの特徴照合の確度を向上させることができる。
【００５７】
・設計者の負担軽減
商品設計者の評価スキルに依存することなく、ＥＭＩ発生源の特定や伝達経路の特定を短時間かつ的確に行える。設計者はＥＭＩ対策案の考案に集中することができる。
【００５８】
なお、ここまで説明した実施の形態では、１台のＥＭＩ測定機器を使用して測定した例について説明したが、例えば図１７に示すように、電磁界センサ１１ａ（Magnetic -Probeなど）から抽出されたＥＭＩを、分波器３１を介して２台のＥＭＩ測定機器１１，３２に同時に入力させる構成としてもよい。一方のＥＭＩ測定機器１１で復調したアナログオーディオ帯域信号（ＡＦ信号）は、コンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａに入力させて、アナログ/デジタル変換してFFT等による周波数解析を行い、変調周波数ｆAFの抽出・照合を実施、もう一方のＥＭＩ測定機器３２の出力についてもコンピュータ装置２２に入力させて、別の処理で変調率Lmの抽出・照合を同時に行う。このようにしたことにより、より高速にＥＭＩ特徴の抽出・照合を行うことができる。
【００５９】
また、ＥＭＩ測定機器として、オーディオ復調機能を持たないＥＭＩ測定機器を用いる場合、例えば図１８に示すように、ＥＭＩ測定機器１１が出力する中間周波数（ＩＦ）を、ラジオ放送受信機であるＡＭ／ＦＭ受信機３３に入力してオーディオ周波数を復調処理させる。これをコンピュータ装置２２のサウンドボード２２ａ等によりデジタル化してコンピュータ装置２２へ取り込み、周波数解析機能（例えば、AF周波数帯ＦＦＴ機能）を用いて変調周波数ｆAFを抽出する。この変調周波数ｆAFを用いて抽出・照合を実施することで、上述した例と同様に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される測定システム例を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態が適用されるＥＭＩ特徴抽出システム例を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態が適用されるＥＭＩ特徴抽出・照合システム例を示す構成図である。
【図４】ＥＭＩ特徴データの定義を説明するための波形図である。
【図５】本発明の一実施の形態による電磁界測定例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴抽出例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合手順の例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合例（例１）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態によるＥＭＩ特徴照合例（例２）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施の形態による測定誤差補正例を示すフローチャートである。
【図１１】Ｓ／Ｎと測定誤差の関係例を示す特性図である。
【図１２】変調波形例を示す波形図である。
【図１３】変調波形抽出結果例を示す波形図である。
【図１４】非変調波形抽出結果例を示す波形図である。
【図１５】側波帯のＳ／Ｎが１０ｄＢ以上の例を示す波形図である。
【図１６】側波帯のＳ／Ｎが５ｄＢ以下の例を示す波形図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態によるＥＭＩ特徴抽出システム例を示す構成図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態によるＥＭＩ測定システム例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…被試験機器（ＥＵＴ）、２，３…周辺機器、４…非金属製の台、５…ターンテーブル、６…リファレンスグランドプレーン、７…受信アンテナ、８…アンテナマスト、１０…電波暗室、１１…ＥＭＩ測定機器（スペクトルアナライザ）、１１ａ…電磁界センサ、１２…同軸リレースイッチ、１３…ＧＰＩＢエクステンダ、２０…測定室、２１…ＧＰＩＢエクステンダ、２２…コンピュータ装置、２２ａ…サウンドボード、２２ｂ，２２ｃ…ＧＰＩＢボード、２３…ターンテーブルコントローラ、２４…アンテナポジションコントローラ、２５…信号発生器、２６…ＥＭＩレシーバ、３１…分波器、３２…ＥＭＩ測定機器、３３…ＡＭ／ＡＭ受信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調し、
復調した前記所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出し、
前記抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定することを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項２】
請求項１記載の電磁波妨害信号の発生源特定方法において、
遠方界の電磁波妨害信号の特徴プロファイル情報と、近傍界における電磁波妨害信号の特徴抽出及び照合を行う場合、近傍界の電磁波妨害信号の特徴抽出及び照合を優先して行い、電磁波妨害信号の発生源および伝達経路の絞込みを行うことを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項３】
請求項１記載の電磁波妨害信号の発生源特定方法において、
電磁波妨害信号の測定機器の測定誤差特性を用いて、測定機器の最低感度近傍で観測される信号レベルの補正を行って搬送波と側波帯のレベル比を算出することを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項４】
演算処理装置に実装させることで、電磁波妨害信号の発生源特定処理を行うプログラムにおいて、
遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調する復調処理と、
復調した前記所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出する抽出処理と、
前記抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定する特定処理とを行うことを特徴とする
プログラム。
【請求項１】
遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調し、
復調した前記所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出し、
前記抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定することを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項２】
請求項１記載の電磁波妨害信号の発生源特定方法において、
遠方界の電磁波妨害信号の特徴プロファイル情報と、近傍界における電磁波妨害信号の特徴抽出及び照合を行う場合、近傍界の電磁波妨害信号の特徴抽出及び照合を優先して行い、電磁波妨害信号の発生源および伝達経路の絞込みを行うことを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項３】
請求項１記載の電磁波妨害信号の発生源特定方法において、
電磁波妨害信号の測定機器の測定誤差特性を用いて、測定機器の最低感度近傍で観測される信号レベルの補正を行って搬送波と側波帯のレベル比を算出することを特徴とする
電磁波妨害信号の発生源特定方法。
【請求項４】
演算処理装置に実装させることで、電磁波妨害信号の発生源特定処理を行うプログラムにおいて、
遠方界又は近傍界で測定した電磁波妨害信号の所定周波数範囲の信号を復調する復調処理と、
復調した前記所定周波数範囲の信号のオーディオ周波数帯に相当する周波数帯の信号を抽出する抽出処理と、
前記抽出した周波数帯の信号を周波数解析して変調周波数を算出して、電磁波妨害信号の発生源又はその伝達経路を特定する特定処理とを行うことを特徴とする
プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−３３１９７（Ｐ２００７−３３１９７Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１５９７１（Ｐ２００５−２１５９７１）
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２６日（２００５．７．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]