EMC用アンテナと電界プローブの機能と利用

EMC用アンテナの機能と利用

EMC用アンテナとは

EMC（Electromagnetic Compatibility、電磁両立性）用アンテナとは、電子機器やシステムが電磁環境に対して適合するかどうかを評価するための測定器具です。
これらのアンテナは、設計された電子デバイスが法律や規格に準拠していることを確認するために使用されます。
EMCテストには、電磁波を放射する能力（エミッション）と電磁波に対する耐性（イミュニティ）の2つの主要な側面があります。

EMC用アンテナの種類

EMC用アンテナにはいくつかの種類がありますが、主に以下の3つが一般的です。

双方向ロッド（Biconical Antenna）

双方向ロッドアンテナは、30MHzから300MHzの周波数範囲の測定に使用されます。
EMCテストにおいて、このアンテナは通常、低周波数の測定に適しています。

ログペリオディックアンテナ（Log-Periodic Dipole Array Antenna）

このタイプのアンテナは、300MHzから数GHzにわたる広い範囲で動作します。
ログペリオディックアンテナは、広い周波数範囲で高性能を発揮し、多くのEMCテストシステムで使われます。

ホーンアンテナ（Horn Antenna）

ホーンアンテナは、通常1GHz以上の高周波数帯域での測定に用いられます。
このアンテナは、指向性が高く、高周波数での正確な測定が可能です。

EMC用アンテナの利用方法

EMC用アンテナを用いたテストは、一般的に次のような手順で行われます。

測定環境の設定

EMCテストは、特定の環境条件を確保するために、遮音室や電波暗室などの特殊な施設で行われることが多いです。
これにより、外部からの電磁波の影響を最小限に抑えることができます。

デバイスの配置

テスト対象のデバイスは、通常1メートルから3メートルの距離に配置されます。
これは国際規格で定められた距離であり、正確な測定を行うために重要です。

アンテナの配置と調整

アンテナは、測定対象の周波数帯域に応じて選択され、適切な位置と角度に調整されます。
これにより、正確な電磁波の強度と方向を測定できます。

電界プローブの機能と利用

電界プローブとは

電界プローブは、電磁波の電場成分を測定するためのデバイスです。
これらのプローブは、通常、EMCテストのイミュニティ測定やエミッション測定に使用されます。
高い感度と正確性を求められる電場測定において、不可欠なツールです。

電界プローブの種類

電界プローブには、主に以下のような種類があります。

広帯域電界プローブ

広帯域電界プローブは、広い周波数範囲で動作する能力を持ち、多くのEMCテストに適しています。
このタイプのプローブは、10kHzから数GHzまでの広い範囲で高感度の測定が可能です。

高感度電界プローブ

高感度電界プローブは、非常に微弱な電場を測定するために使用されます。
特に電場の低レベルを詳細に解析する必要がある場合に有効です。

電界プローブの利用方法

電界プローブを使用する際の主要な手順とポイントは以下の通りです。

プローブの校正

電界プローブを使用する前に、適切な校正を行うことが重要です。
校正によって、プローブの測定精度を保証します。

測定環境の確保

電界プローブを使用する際も、遮音室や電波暗室など、外部の電磁波干渉を最小限に抑える環境を確保します。
これにより、測定誤差を減少させることができます。

デバイスの配置とプローブの位置決め

プローブは、測定対象の電場を正確に捕捉するために、注意深く配置されます。
測定対象の近くにプローブを配置し、適切な位置と角度で測定を行います。

最新技術動向

高度な信号処理

最近では、EMC用のアンテナおよび電界プローブにおいて、より高度な信号処理技術が導入されています。
これにより、ノイズの影響を最小限に抑え、より正確な測定が可能になっています。

自動化技術の進展

EMCテストのプロセスにおける自動化が進んできています。
特にアンテナとプローブの配置、調整、測定結果の分析が自動で行えるシステムも登場しており、テストの効率性と正確性が向上しています。

5GおよびIoT対応

新しい無線技術やIoTデバイスの普及に伴い、これらの機器に対応したEMCテストが求められています。
5G通信やIoTネットワークは広い周波数帯域を使用するため、対応するアンテナやプローブの性能が求められます。

まとめ

EMC用アンテナと電界プローブは、電磁両立性のテストにおいて不可欠なツールであり、それぞれ専門的な用途と機能を持っています。
適切な環境設定と機器の選定、および最新の技術動向を踏まえた活用によって、より正確かつ効率的なEMC測定が可能です。
製造業の現場でこれらのツールを効果的に利用することで、製品の品質向上と市場適合を実現する一助となります。