短縮モノポールアンテナ近傍に配置された物体による放射電界への影響 Effect of an Object Existing near a Shortened Monopole Antenna to Radiated E-field 岩谷 祥来 †‡ Yoshiki Iwatani 藤井 勝巳 ‡ Katsumi Fujii 和氣 加奈子 ‡ Kanako Wake 須賀 良介 † Ryosuke Suga チャカロタイ ジェドヴィスノプ ‡ Jerdvisanop Chakarothai 橋本 修 † Osamu Hashimoto † ‡ 青山学院大学 Aoyama Gakuin University 渡辺 聡一 ‡ Soichi Watanabe 情報通信研究機構 NICT 1. はじめに 30MHz 以下におけるイミュニティ試験/ばく露評価用の標 準電界の発生源として，短縮モノポールアンテナを使用した 場合に，アンテナ近傍に配置された物体が，アンテナから生じ る電界強度に与える影響を検討する．具体的には，アンテナの 極近傍に配置された物体が，短縮モノポールアンテナに与え る影響について，モーメント法に基づく電磁界シミュレータ （FEKO）を用いて評価を行う． 2. 短縮モノポールアンテナを用いた標準電界法 短縮モノポールアンテナを用いた標準電界法とは，アンテ ナから発生する電界強度を，アンテナに入射する電力を測定 すれば理論式を用いて決定する方法である．文献 [1] では，電 界強度 E は入射電力 Pin の平方根と比例関係にあり，とくに， 波長 λ に比べてエレメント長が，0.08λ 以下の場合には，入 射電力に対して，周波数に依らず一定の強さの電界を発生で きることを明らかにした．しかしながら，物体に，電界を照射 するためには，アンテナ極近傍に物体を配置することになる ため，物体がアンテナの特性に影響を与え，理論計算どおりの 電界強度が得られないことが考えられる．このことは，イミュ ニティ試験/ばく露評価において，過大もしくは過小評価の要 因となる． 図 1 解析条件 10 Deviation of E [%] 3. 数値シミュレーションによる評価 0 -5 -10 2 3 1 図2 4 5 6 7 8 9 2 3 10 Frequency [MHz] d の変化による電界強度の偏差（w=1.0m，h=0.01m） 4 Deviation of E [%] 物体が，電界強度に与える影響を特徴付けるパラメータと して，アンテナからの距離，寸法，金属大地面から物体底面ま での高さが挙げられる．いま，図 1 のように太さ 14mm，長 さ 2.5m のモノポールアンテナから距離 d 離れた位置に，電 子機器を模擬した一辺の長さ w の立方体を配置する．金属大 地面から物体までの高さは h=0.01m とし，物体はアンテナに 与える影響が最も大きくなるように完全導体とした [2]．また， アンテナ及び金属大地面も完全導体として計算しており，アン テナ単体での共振周波数は 28.7MHz であった．本モデルを用 いて，d と w を変化させたときのアンテナの入力インピーダ ンスの変化から，電界強度の変化量を求め，物体の有無による 影響を評価した． 図 2 に w=1m として，d を変化させた際の電界強度の偏差 を示す．同図から，共振周波数付近では，d=2m であっても偏 差が極めて大きくなることが分かった．一方，10MHz 以下で は，d=1m において，最大偏差が 1.0% 以下であり，物体によ る影響が十分に小さいことが分かった． 図 3 は h=0.01m，d=1m に固定し，w を変化した際の電界 強度の偏差である．同図から，10MHz 以下では，w=2.5m で あっても，発生する電界強度の偏差は最大 2.8% であることが 分かった． 低周波数帯においては，アンテナと物体の間に不要な結合が 生じるものの，物体からの散乱波がアンテナ上の電流に与える 影響は小さいため，インピーダンスの変化も小さい．アンテナ により発生する電界はインピーダンスの大きさに反比例するた め，インピーダンスの変化量がそのまま電界の変化量となる． したがって，電界への影響も小さくなったものと考えられる． d = 0.3m d = 0.5m d = 1.0m d = 2.0m 5 w = 0.1m w = 0.5m w = 1.0m w = 1.5m w = 2.0m w = 2.5m 2 0 -2 -4 2 1 図3 3 4 5 6 7 8 9 2 3 10 Frequency [MHz] w の変化による電界強度の偏差（d=1.0m，h=0.01m） 4. まとめ 本稿では，短縮モノポールアンテナを用いた標準電界発生 法について，アンテナ近傍に配置された物体（金属体）がアン テナから発生する電界に与える影響について評価した．その 結果，物体がアンテナにより発生する電界に与える影響は小 さく，本発生法は有用であることを明らかにした． 参考文献 [1] 岩谷他, 信学ソ大, B-4-9, Sep. 2015. [2] 岩谷他, 信学技報, EMCJ2015-114, Jan. 2016.
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