6-4-4 振幅確率分布(APD : Amplitude Probability Distribution)
7.間欠ノイズ測定における注意点
7-1 掃引型スペクトラム・アナライザにおける間欠ノイズ測定
7-2 FFT技術を用いたEMIテスト・レシーバでの間欠ノイズ測定
7-2-1 窓関数
7-2-2 時間領域におけるオーバーラッピング
7-2-3 周波数領域におけるオーバーラッピング
7-2-4 タイムドメイン・スキャンと周波数スキャンの振幅確度の比較
8.まとめ
参考文献
第8章 電波吸収体と電波暗室
TDK株式会社 栗原 弘
1.はじめに
2.電波吸収体を理解するための知識
2-1 伝送線路
2-2 垂直入射
2-3 斜入射
3.フェライト電波吸収体
3-1 スピネル形フェライト
3-2 高周波領域の複素比透磁率
3-3 電波吸収体への適用
3-3-1無反射の条件
3-3-2 複素比透磁率の評価
3-3-3 フェライト電波吸収体の設計
4.複合電波吸収体
4-1 誘電損失体
4-2 二次元差分法による等価誘電率
4-3 複合電波吸収体の評価
4-3-1 ストリップ線路法
4-3-2 方形同軸管法
4-4 複合電波吸収体の設計
4-4-1 平面多層近似による計算方法
4-4-2 二次元差分法による設計事例
5.電波暗室への適用事例
5-1 EMC評価用電波暗室の特徴
5-2 EMC評価用電波暗室の特性
5-2-1 サイトアッテネーション
5-2-2 水平偏波と垂直偏波の受信電界強度
5-2-3 複合電波吸収体の目標性能
5-3 EMC評価用電波暗室のシミュレーション
5-3-1 光線近似法 (レイトレース法)
5-3-2 シミュレーションと測定値の比較
6.おわりに
参考文献
第9章 コネクタの基本性質
日本航空電子工業株式会社 池田 浩昭
1.コネクタとは
2.コネクタの基本構造
2-1 プラグとレセプタクル
2-2 プラグ、レセプタクルの名称は形状によらない
2-3 ソケットコンタクトとピンコンタクト
2-4 ケーブル対基板接続用コネクタの名称
2-5 インターフェース用コネクタの名称
3.コネクタの分類
3-1 基板対基板
3-2 ケーブル対基板
3-3 ケーブル対ケーブル
3-4 カードエッジコネクタ
4.コネクタの基本性能
4-1 機械的性能
4-2 電気的性能
5.EMC設計対策への対応
5-1 放射ノイズ試験環境
5-2 被測定ケーブルの構造
5-3 被測定レセプタクルの構造
5-4 放射ノイズ測定結果 (30MHz~1GHz)
5-5 放射ノイズ測定結果 (1GHz~6GHz)
5-6 コネクタ、ケーブルのEMC対策のまとめ
6.まとめ
7.Sパラメータの読み方、意味
7-1 2ポートSパラメータ
7-2 ミックスドモードSパラメータ (Mixed mode S-parameter)
7-3 Touchstoneフォーマット
8.Sパラメータ測定方法
8-1 差動線路のSパラメータ例
8-2 4ポートVNAを使った差動線路のクロストーク測定
9.まとめ
参考文献
第10章 プリント基板上のコモンモード電流と放射電界
株式会社システムデザイン研究所 伊神 眞一
1.EMI設計における3次元電磁解析ツールの活用法とその課題
1-1 EMIにおける3次元電磁解析の位置づけ
1-2 3次元電磁解析ツールによる分析例とその課題
2.放射から見た高周波電流分布の意味
2-1 簡単な回路からの放射
2-2 一般的な構造からの電磁放射
2-3 マイクロストリップの電流分布と放射マイクロストリップ構造のシミュレーション
3.アナログ・グランドとデジタル・グランドを持つ基板からのEMI放射
3-1 分析モデル
3-2 EMI放射と電流分布
3-3 放射成分分解
3-4 コモン電流波形の分析
3-5 ケーブルをつけた場合
4.まとめ
5.補足
第11章 EMC設計とワイヤレス電力伝送
群馬大学 菊地 秀雄
1.はじめに
2.ワイヤレス電力伝送とは
2-1 遠方電磁界を用いたワイヤレス電力伝送
2-2 近傍電磁界を用いたワイヤレス電力伝送
2-3 非接触給電方式
2-4 共振方式
2-5 高周波電源のインバータ回路
3.ワイヤレス電力伝送の法規制と標準規格
3-1 非接触型ICカード
3-2 イノベーションを推進する国際標準化
3-3 磁界共振方式のワイヤレス電力伝送のEMC
3-4 日本の法規制と標準化
3-4-1 電波法
3-4-2 漏洩電波の許容値
3-4-3 電気用品安全法
3-4-4 電波産業会による標準化
3-5 米国自動車技術会 292
3-6 中国における電気自動車向けワイヤレス充電の標準化
3-7 IECとISO
3-8 国際電気通信連合
3-9 CISPR (国際無線障害特別委員会)
3-10 電波防護指針
4.ワイヤレス電力伝送システムの理論解析のための序章
4-1 ワイヤレス電力伝送回路の実験回路の等価回路
4-2 ワイヤレス電力伝送回路の理論解析用の等価回路
4-3 磁界共振方式と非接触給電方式の違い
4-4 磁界共振方式のワイヤレス電力伝送回路の理論解析のポイント
5.ワイヤレス電力伝送システムの電気回路理論に基づく理論的基礎
5-1 ワイヤレス電力伝送回路の実験回路の等価回路
5-2 ワイヤレス電力伝送回路の理論解析用の等価回路
5-3 ワイヤレス電力伝送によって受電コイルに誘起する電圧
5-4 ワイヤレス電力伝送回路の理論解析の方程式
5-5 ワイヤレス電力伝送回路の理論解析の方程式の解
5-5-1 第1の解 (ωとβを固定しαを任意の正の値に変化)
5-5-2 第2の解 (αを固定しβを0からπの間の任意の値に変化)
5-6 解の解釈
5-7 第1の解を利用するワイヤレス電力伝送回路の最適な設計
5-8 ワイヤレス電力伝送回路の生じる電磁界
5-8-1 送電コイルの発生する電磁界
5-8-2 受電コイルの発生する電磁界
6.ワイヤレス電力伝送回路のバラエティ
7.コイルやコンデンサの損失の影響
7-1 送受電用の共振コイルと共振コンデンサの共振回路のQ値の測定回路
8.おわりに
参考文献
第12章 機械学習のEMC設計への応用
日本アイ・ビー・エム株式会社 藤尾 昇平 日本航空電子工業株式会社 池田 浩昭
1.はじめに
2.電子機器のEMI設計と数値データ
3.機械学習技術の概要
3-1 訓練段階
3-2 推論段階
3-3 機械学習の分類
4.機械学習のEMI設計・解析への応用手法 (その1)
4-1 マイクロストリップラインモデルの説明
4-2 訓練データ
4-3 テストデータ
4-4 機械学習モデルの評価方法
4-5 利用した機械学習アルゴリズム
4-6 機械の訓練
4-7 テストデータを使った放射電界の予測
5.機械学習のEMI設計・解析への応用手法 (その2)
5-1 電界放射パターンからのノイズ発生要因分析
5-2 放射パターン解析モデル
5-3 学習データの作成
6.まとめ
参考文献
章末問題
第1章
第2章
第3章、4章
第5章
第6章
第7章
第8章
第9章
第10章
第11章
第12章
【参考文献】
Clayton R. Paul, “Introduction to Electromagnetic Compatibility” , pp.181, John Wiely, NY (1991)
M. Leone, “Design expressions for trace-to-edge common-mode inductanceof a printed circuit board,” IEEE Trans. Electromagn. Compat.,vol. 43, no. 4, pp. 667-671, Nov. 2001
Changyi Su, Todd Hubing, “Imbalance Difference Model for Common-Mode Radiation From Printed Circuit Boards” , IEEE Trans. Electromagn. Compat.,vol 53, no.4, pp.150-156, Feb. 2011
後藤、山崎、 “詳解 電磁気学演習” , 共立出版
T. Hubing著、櫻井、越地、藤尾、池田 日本語版、 “デシベルから始めるプリント基板EMC 即答200” , ZEPエンジニアリング
Fumio Minozuma: RADIO NOISE INTERFERENCE ACTIVITIES IN JAPAN, HISTRICAL REVIEW, Proc. IEEE EMC Symposium, Tokyo Japan, Keynote address, pp.1-12, May 1984.
R. Feynman et al., “The Feynman Lectures on Physics, Volume II”, Addison-Wesley, Basic Books 1963 説明、発想にファインマンらしいユニークな解説があり、「入門書」 というよりは、一通り電磁気を理解した人向けの書。
S. Ramo et al., “Fields and Waves in Communication Electronics (Third Edition) ” , John Wiley and Sons. Inc. 1993 伝送線路解析ではバイブル的な名著。練習問題の解説も丁寧。
Jianming Jin, “The Finite Element Method in Electromagnetics” , John Wiley & Sons, Inc. 1993 (有限要素法の) 電磁場の数値解析に最低限必要な電磁気学が記述されている。
Jianming Jin, “The Finite Element Method in Electromagnetics,” John Wiley & Sons, Inc. 1993. [有限要素法]:電磁場の有限要素法の教科書は多いが、要点をわかりやすく記述している。
R. F. Harrington, "Field Computation by Moment Methods," New York: Macmillan, 1968. [モーメント法]:モーメント法の定式化、特徴がわかりやすい。
Allen Taflove, "Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method," Artech House, Inc. 1995. [FDTD法]:FDTDの元祖的教科書。これ1冊でFDTDはマスターできる。
G. Mur, “Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations,” IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility, vol 23, pp. 377-382, 1981. [吸収境界]:FDTDが世に広まるきっかけとなった論文。
J. P. Berenger, “A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves,” J. Computational Physics, 114, 185 (1994) [吸収境界]: PML (Perfectly Matched Layer) の提案。
L. W. Nagel, “SPICE2: A Computer Program to Simulate Semiconductor Circuits,” Ph. D. dissertation, University of California at Berkeley, 1975. [SPICE]: SPICEの草分け的文献。開発者Nagel自身の学位論文で開発の活気が感じられる。
Kenneth S. Kundert, "The Designer's Guide to SPICE & SPECTRE," Kluwer Academic Publishers, 1995. [SPICE]:文献6) は、論文であり教科書としてはわかりにくい。この文献はハーモニックバランス法の開発者KundertがSPICEについて解説しておりSPICEの概要を知るのによい。
Kenneth S. Kundert, "Steady State Methods for Simulating Analog and Microwave Circuits," Kluwe Academic Publishers, 1990. [ハーモニックバランス法]:開発者のKundert自身による解説書。著者のU. C. Berkeleyでの学位論文がベースになっておりやや難解である。
虫明康人, “アンテナ・電波伝搬” , 電子通信大学講座,コロナ社,昭和59年.
Robert E. Collin, “ANTENNAS AND RADIOWAVE PROPAGATION” , McGraw-Hill Book Company, 1985.
John D. Kraus, “ANTENNAS” , Second Edition, McGraw-Hill Book Company, 1997.
E.F.Kuester and C.L.Holloway:“A Low-Frequency Model for Wedge or Pyramid Absorber Arrays-Ⅰ:Theory”, IEEE Trans. on EMC, Vol.36, No.4, pp.300-306 (1994)
C.L.Holloway, R.R.Delyser, R.F.German, P.Mckenna, and M.Kanda : “Comparison of Electromagnetic Absorber Used in Anechoic and Semi-Anechoic Chambers for Emission and Immunity Testing of Digital Devices”, IEEE Trans. on EMC, Vol.39, No.1, pp.33-47 (1997)
IEEE Electromagnetic Compatibility Society:“Recommended Practice for RF Absorber Performance Evaluation in the Range 30MHz to 5GHz”, DRAFT IEEE STANDARD PAR-1128 (1998)
S. Watanabe, H. Kurihara, Y. Hirai, O. Hashimoto, and K. Tani, “Examination of the Absorption Characteristic to Temperature Change of Wave Absorber for 100MHz Band Using the Ferrite Tile” IEICE Trans. Vol. J88-B, No.5, pp. 998-1000 (May 2005)
栗原弘: 「電波吸収体の設計とその応用」 , Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 11, pp. 314-320 (2004)
栗原弘,斎藤寿文,鈴木良和,西方敦博,橋本修:「中空截頭ピラミッド複合型電波吸収体による10m法電波暗室の高性能化に関する検討」 , 電気学会論文誌A,125巻8号, pp. 636-646 (2005)
T. SAITO, Y. SUZUKI and H. KURIHARA :“Realization of 3m Semi Anechoic Chamber by using Crossed-Wedge Shaped Hybrid EM Wave Absorber Consisting of Thin Corrugated Dielectric LossySheet”, IEICE TRANS. ELECTRON., VOL.E92-C, NO.10, pp1325-1327 (2009)
A.A.Smith,JR., R.German, and J.Pate : “Calculation of Site Attenuation From Antenna Factor”, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol.EMC-24, No.3, pp301-316 (1982)
H.Anzai, T.Kishimoto, T.Yamazaki, Y.Naito and T.Mizumoto : “Analysis of Semi-Anechoic Chambers Using Ray-Tracing Technique”, IEEE 1996 International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp.143-145 (1996)
Y.Naito, H.Anzai, T.Yamazaki and T.Mizumoto :“Criteria for Absorber’s Reflectivity Lined in Semi-Anechoic Chambers Using Ray-Tracing Technique”, IEEE 1996 International Symposium on Electromagnetic Compatibility, pp.140-142 (1996)
CISPR16 : “Specification for Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus and Methods-Part1, Radio Disturbance and Immunity Measuring Apparatus, Methods of Measurement of Disturbance and Immunity-Prat2,”
ANSI C63.4-2014 : “American National Standard Methods of Measurement of Radio Noise Emissions from Low-Voltage Electrical and Electronic Equipment in the Range of 9kHz to 1GHz,” (2014)
CISRP-22 Ed.6.0 : “Limits and Methods of Measurement of Radio Disturbance Characteristics of Information Technology Equipment,” (2008)
“Touchstone File Format Specification Version2.0”IBIS Open Forum, April 24, 2009 https://ibis.org/touchstone_ver2.0/touchstone_ver2_0.pdf
W.Fan, Albert Lu, L.L.Wai, B.K.Lok, “Mixed Mode S-parameter Characterization of Differential Structures”, Electronics Packaging Technology Conference,2003
N. Tesla, “System of Electric Lighting,” U.S. Patent No.454622, June 23, 1891.
K. Lashkari, S. E. Schladover, E. H. Lechner, “Inductive power transfer and electric vehicle,” Proceedings of 8th International Electric Vehicle Symposium, pp.258-267, 1986.
高橋俊輔, “ワイヤレス給電の技術概要,” 特技懇誌, no.279, 2015-11.
A. Kurs, et al, “ Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonators,” Science, Vol.317. no.5834, pp. 83-86, 2007-7.
Wei Bin, “Status and Development of China’s EV WPT Standards System for SAE J2954WPT & Alignment Taskforce,” China Electric Power Research Institute, June 2017.
高橋俊輔, “大型電動車両へのワイヤレス給電の動向と課題,” MWE 2018 Microwave Workshop Digest,TH3B-3, November 2018.
横井行雄、“電気自動車用ワイヤレス充電,” 季報エネルギー総合工学 Vol. 37, No. 1, pp. 3-10, 一般財団法人エネルギー総合工学研究所, 2014-4.
三沢宣貴、“EV用WPTの妨害波許容値及び測定法をCISPR 11に導入するための規格案について,” MWE 2018 Microwave Workshop Digest, TH3A-2, November 2018.