電波暗室とシールドルーム

EMC対策で使用する電波暗室もいろいろとあります。

大きさは、自動車がまるごと収まるようなものもあれば、電波暗箱のような小型のものもあります。また、認証取得のための測定を行う電波暗室や、日々の設計業務で使用する電波暗室もあります。

シールドルーム

シールドルームは、

• 外部からの電磁波の侵入を防ぐ
• 室内で発生した電磁波の漏洩を遮断する

ための設備です。

EMC対策におけるシールドは「電磁シールド」を指すことが多いです。

イミュニティ試験によって発生した(させた)電磁波が外部に漏れて電波障害等を引き起こさないように、シールドルーム内で試験を行う必要があります。

放射イミュニティ以外の試験(伝導イミュニティ、サージ(雷)、静電気など)は電波暗室ではなくシールドルームで実施が可能です。(電波暗室でももちろんOKです。)

オープンサイト

オープンサイトは、屋外に設けられた実験設備です。

外来雑音が少ない郊外に作られることが多いです。一般的には、土地代や設備費用が抑えられるので利用料金は安くなります。

ターンテーブルと測定アンテナのほかに、 地表面での電波反射を安定にするため、鉄板や金網を使った金属大地面が設置されます。

アンテナから電界を放射する「放射イミュニティ試験」は実施できません。

電波暗室

電波暗室は、シールドルームの内側に電波吸収体を設置し、外部からの電磁波の侵入と室内の電磁波の乱反射を抑えた設備です。

放射イミュニティ試験や、放射エミッション試験、伝導エミッション試験の際に使用します。

次のような分類ができます。

5面・6面電波暗室

電波暗室には、5面電波暗室と6面電波暗室があります。

• 5面電波暗室 (SAC: Semi Anechoic Chamber)
• 6面電波暗室 (FAR: Fully Anechoic Room、 全無響電波暗室 )

5面電波暗室

5面電波暗室はオープンサイトを模したものです。床面以外の5面に電波吸収体が設置されています。大地からの反射を想定しているため、 床面には電波吸収体が設置されていません。 (下図の灰色の三角形は電波吸収体)

地面や机上に置いたり、それらから近い距離で使用する機器の測定に用いられます。

6面電波暗室

6面電波暗室は宇宙空間のイメージです。全方向で電波が反射しないように床面にも電波吸収体が設置されています。

大地からの電波の反射を考慮しなくてよい機器の測定に用いられます。例えば、飛行機、人工衛星、携帯電話などです。

規格準拠

規格準拠電波暗室

CISPR, EN, FCC, VCCI等、各国の法制規格に対応した電波暗室です。

各機関の認証を取得しているサイトで測定し、判定基準を満たせば、当該規格への適合を謳うことができます。

簡易電波暗室

規格準拠ではない電波暗室を「簡易電波暗室」と呼ぶことがあります。

規格には準拠していませんが、EMC設計や改善検討向けにおいて十分なスペックがあります。

10m法・3m法

アンテナから供試品までの距離による分類です。

10ｍ法電波暗室

アンテナと供試品の距離が10 mの電波暗室です。
CISPR, EN, VCCIなど、一般的には10 mで測定します。

3m法電波暗室

アンテナと供試品の距離が3 mの電波暗室です。
測定周波数1 GHz超の場合や、 FCC part15 クラスB機器の測定に使用します。(VCCIでは、供試品の外周円の直径が√2 ｍ以下である装置に適用可)

また、EMC設計対策用として設計・評価段階でも使われます。

用途別

一般用途のほかに、マイクロ波電波暗室、アンテナ評価用電波暗室、車載機器用電波暗室などがあります。

サイトごとの仕様

規格とは別で、サイトごとの仕様があります。供試品の寸法や重量などによって試験サイトを選択できます。

(例) ターンテーブル耐荷重、搬入口寸法、周波数範囲、供給電源、試験内容、認証機関(認証サイトの場合)

測定サイトの補正と評価

サイト・アッテネーション

規格通りに設備を作っても、電波の減衰特性は一定にはならない。そこで、基準発振器と基準アンテナからの電波を基準アンテナで受信して測定することによって、サイトの電波減衰特性を測り、その数値によって実際の測定の際に測定値の補正を行う。この数値をサイト・アッテネーションと呼ぶ。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%97%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%83%88_(%E5%AE%9F%E9%A8%93%E5%AE%A4)

補正値の算出 (サイト・アッテネーション算出)

まず、供試品の代わりに信号源と送信アンテナを設置し、受信アンテナを通して受信電圧を測定します。(アンテナ位置を変えながら)

次に、信号源と受信機を同軸ケーブルで直接接続し、受信電圧を測定します。

これら測定結果とアンテナファクターから、サイト・アッテネーションを算出します。

\[ NSA = V_{direct} – V_{site} – AF_t – AFr \]

測定サイトの評価

標準オープンサイト を基準として、各測定サイトの性能を評価できます。(前項の補正適用後に、サイトの評価を実施したりします。)

標準オープンサイトとの比較方法や測定条件はCISPR 16等に規定されています。

参考資料 です。 (↓)

「国際無線障害特別委員会(CISPR)の諸規格について」のうち「無線周波妨害波及びイミュニティ測定装置の技術的条件

www.tele.soumu.go.jp

「5.4 試験場適合性確認」のセクションから試験サイトの評価についての記述があります。許容値は基準に対して±4 dB以内となっています。