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電磁波発生源可視化装置及び方法 新技術説明会

国内特許コード P110002217
整理番号 S2009-1059-N0
掲載日 2011年4月7日
出願番号 特願2009-201568
公開番号 特開2011-053055
登録番号 特許第5435631号
出願日 平成21年9月1日(2009.9.1)
公開日 平成23年3月17日(2011.3.17)
登録日 平成25年12月20日(2013.12.20)
発明者
  • 大塚 信也
  • 澤田 雅詞
  • 山村 洋平
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 電磁波発生源可視化装置及び方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】UHF帯を含む電磁波の発生源の有無を評価し、その位置を可視化する。
【解決手段】本発明は、直交するX軸及びY軸上に配置した2対の4つのアンテナ、或いは1つのアンテナを共用した3つのアンテナと、測定対象領域の風景を写す画像カメラと、アンテナ信号を検出する検出部と、信号処理及び解析部と、表示部とを有する。信号処理及び解析部は、X軸及びY軸上に配置したアンテナ対に到達する電磁波のそれぞれの時間差Δtx、Δtyを測定して、この各Δtx、Δtyの値により、測定対象領域の範囲を分割した分割領域を特定する。表示部は、特定された分割領域を、画像カメラが写した風景に重畳して表示する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


放電起因の電磁波発生源の標定は、放電源の位置座標やアンテナからの距離を求めることにより行われている。特許文献1は、電磁波発生源からの電磁波の到来角を求めることのできる電波干渉計システムを開示する。この電波干渉計システムは、電磁波源が水平面内にあるときは2本のアンテナで到来角を求め、また、さらに方位角や仰角が必要な場合や、位置座標を求める必要がある場合には、複数組のアンテナ対を用いる。従来手法は、3次元的な発生源の座標やアンテナからの距離を求めるために、アンテナを3つ以上配置して、そのアンテナに到達する時間差に基づき行っている(点標定)。



また、非特許文献1は、機器内部での不要電磁波放射源の位置を特定する技術を開示する。このために、機器の周辺に複数の電磁界センサを配置し、機器から放射される不要電磁波の空間分布を観測することで、特に低周波(数10MHz以下)に対して、機器における近傍電磁波放射源の推定を行っている。また、推定された放射源位置を、同時にカメラで撮影された機器の映像上に重ねて表示することも開示するが、位置標定を点で推定する必要がある。



しかし、従来手法では、発生源を点で推定するための座標や距離を求めることは容易でなく、またその結果の妥当性を瞬時に判断することは困難である。また、低周波の近傍電磁界を測定しているために、発生源から離れた位置では減衰が大きく測定は電磁界センサ近傍の限られた範囲と制限されることが問題であった。そこで、対象方向における電磁波発生源の有無を評価し、有る場合はどこからどのような強度および周波数成分を有する電磁波が発生しているかを、発生源から離れた位置から広範囲に視覚的に容易にわかる装置の開発が求められていた。

産業上の利用分野


本発明は、測定対象領域から電磁波発生源を特定して、表示する電磁波発生源可視化装置及び方法に関する。



本発明が対象とする電磁波発生源としては、放電放射電磁波や放射ノイズ(EMC対応)、携帯電話などである。本発明は、電力機器や電気製品の異常診断(異常有無やその場所評価)や、ノイズ源の有無や発生源・部位の特定、携帯電話の使用者の有無や特定、電波を発信しているものの有無や位置特定に使用することができる。

特許請求の範囲 【請求項1】
測定対象領域から電磁波発生源座標に対応する点を含む領域を特定して、表示する電磁波発生源可視化装置において、
直交するX軸及びY軸上に配置した2対の4つのアンテナ、或いは1つのアンテナを共用した3つのアンテナと、
測定対象領域の風景を写す画像カメラと、
X軸及びY軸上に配置したアンテナ対に到達する電磁波を検出する検出部と、
到達した電磁波のそれぞれの時間差Δtx、Δtyを測定して、この各Δtx、Δtyの値により、測定対象領域の範囲を分割した分割領域を特定する信号処理及び解析部と、
前記信号処理及び解析部による解析結果として前記特定された分割領域を、前記画像カメラが写した風景に重畳して表示する表示部と、を備え、
前記信号処理及び解析部には、アンテナ面から電磁波発生可能性がある対象面までの距離が入力され、前記分割されるべき前記測定対象領域の範囲は、X軸及びY軸上のアンテナ間隔lx及びly、及び入力した距離Lにより決定されることから成る電磁波発生源可視化装置。
【請求項2】
前記信号処理及び解析部による解析結果は、アンテナに到達する電磁波の周波数成分をデジタル処理で抽出した周波数毎の評価を含み、前記表示部は、取得した信号の周波数分解した各成分毎の強度を表示する請求項1に記載の電磁波発生源可視化装置。
【請求項3】
前記信号処理及び解析部による解析結果は、特定時間に特定の発生位置で計測した信号検出数を含み、前記表示部は、その頻度情報を画像上に表示する請求項1に記載の電磁波発生源可視化装置。
【請求項4】
計測信号の強度を計測する機能を有し、前記頻度情報の表示機能と併用し、特定時間におけるその発生位置の強度情報を画像上に表示する請求項に記載の電磁波発生源可視化装置。
【請求項5】
測定対象領域から電磁波発生源座標に対応する点を含む領域を特定して、表示する電磁波発生源可視化方法において、
直交するX軸及びY軸上に配置した2対、或いは1つのアンテナを共用した3つのアンテナと、測定対象領域の風景を撮影する画像カメラを備え、
前記アンテナを測定対象領域に向けて測定し、電磁波発生源があると判定されると、発生可能性がある対象面とアンテナ位置との距離Lを測定或いは推定し、
前記測定対象領域の範囲を、X軸及びY軸上のアンテナ間隔lx及びly、及び測定或いは推定した距離Lにより決定し、
X軸及びY軸上に配置したアンテナ対に到達する電磁波のそれぞれの時間差Δtx、Δtyを測定して、この各Δtx、Δtyの値により、前記測定対象領域の範囲を分割した分割領域を特定し、
前記特定された分割領域を、前記画像カメラが撮影した風景に重畳して表示する、
ことから成る電磁波発生源可視化方法。
【請求項6】
前記アンテナ対の2つのアンテナは、電磁波発生源方向に同方向に向けて配置するか、或いは、互いに内向きに配置される請求項に記載の電磁波発生源可視化方法。
【請求項7】
前記アンテナ対の2つのアンテナの指向性範囲が重なる範囲を、前記測定対象領域の範囲として、この範囲を分割することにより前記分割領域を特定する請求項に記載の電磁波発生源可視化方法。
【請求項8】
X軸及びY軸上に配置したアンテナ対に到達する電磁波のそれぞれの時間差Δtx、Δtyの大小関係により、前記測定対象領域の範囲が4分割されて、4象限のどの象限かが特定される請求項に記載の電磁波発生源可視化方法。
【請求項9】
前記特定された象限のさらなる分割は、X軸及びY軸上に配置したアンテナ対に到達する電磁波のそれぞれの時間差Δtx、Δtyを、領域境界上に発生源があると仮定して求めたアンテナ対に到達する電磁波の時間差Tiと対比して、その大小関係で領域境界の左右あるいは上下どちらの領域にあるかを決定することにより行なう請求項に記載の電磁波発生源可視化方法。
【請求項10】
前記分割領域の表示は、特定された領域の全面を、他の領域とは異なる表示をするか、或いは、領域内の一部を所定幅及び所定長さで表示する請求項に記載の電磁波発生源可視化方法。
【請求項11】
前記分割領域の特定に際して、領域境界が特定されたときには、領域境界上を表示する請求項10に記載の電磁波発生源可視化方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009201568thum.jpg
出願権利状態 登録
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