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

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.