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Marinebeam 定電流チップセットは、 厄介な電磁干渉 (EMI) を発生させることなしに LED 群への電流を制御するために、 最新の波形整形技術を用いる。
スイッチ・モード・コンバータによる典型的な LED 電流制御手法は、 伝導性と放射性の双方の無線周波 (RF) エミッションに顕著に寄与し得る。
典型的には、この EMI は、空中への RF、そして配線を介した EMI を放射する、 スイッチング周波数の波形に鋭いスパイクを生じる 標準的な LED 駆動 IC を製造業者が使用することによる。 この問題は、トレースが小型アンテナとして働く傾向のある、 典型的な LED 照射基板の良くない設計と組み合わせられる。 我々は、これらの重要な問題の双方に、我々の LED ドライバと基板設計で対処した。
我々の LED アレーは RF 干渉が破局的となり得る船上で使われるので、 Marinebeam は RF や EMI の放射全てを低減するために最新の技術を用いている。 スマートフォンとともに、 航空機と自動車は照明とバックライトに高性能 LED を用いるようになっており、 EMI 問題は産業界の先導者らによってより責任を持って扱われている。 Marinebeam は、我々の船舶用低 EMI 製品で大きな役割を演じることを確かとするために、 この市場に出現した最新の波形整形技術を利用する。
(From http://store.marinebeam.com/contolling-emi-in-led-bulbs.html, downloaded 4 July 2012)
シールドの良くない車両が アフターマーケットの双方向無線の設置に伴う動作問題 (ブレーキ、クルーズ・コントロールなど) を生じた、多数のインシデントがある。
(Taken from "Why are there so many standards", by Steve Hayes, Jack McFadden, Steve O'Steen, Kenneth Wyatt and David Zimmerman, in Interference Technology's on-line magazine, 11 June 2012, www.interferencetechnology.com/why-are-there=so-many=emc-standards-3.)
「EMC はフォーミュラ1の電子システムでの大きな問題の1つとなっている」 と、ブラウン・ルノー F1 チームと電子制御システムを開発した Lyon は言った。
(Taken from "Driving ambitions" by Justin Cunningham and Graham Pitcher, New Electronics magazine, 24 April 2012, pages 14-17, www.newelectronics.co.uk.)
当初、米国テレコム規制当局の連邦通信委員会 (FCC) は、 支配的な地上セルラー運用事業者である Verizon と AT&T の 新たな 4G ライバルを速やかに作ると期待された 2011年1月のデシジョンに基づく ファスト・トラックに、LightSquared を載せた。 LightSquared の衛星ベースのサービスは、 米国がデジタル所有者と非所有者の居る国となることを避けるというオバマの方針にも沿った、 地方コミュニティのためのモバイル通信をもたらすことだろう。
1つだけ問題があった。 オリジナルの LightSquared 信号仕様は全地球測位システム (GPS) と干渉した。 軍、航空管制、そして FedEx のような多くの強力なロジスティクス・プレーヤーからの憤怒の怒号 ―― 後者のグループはワシントンの強力なロビイストの一部も含んでいる。
Falcone はその GPS 問題はサービス開始の前に解決できると主張し続けてきたが、 4月、FCC は実質的に支援を止めた。 LightSquared はそれ以来奮闘してきた。
鍵となる政治的な問題は、どうすれば、その GPS 問題について知っているか、 あるいはそれを明るみに出すために充分な調査を行なったかと、 FCC が LightSquared に特に尋ねることができたかということである。 結局、GPS は、定義上、偏在的である。 Solyndra と同様、 政府は単に充分なデュー・ディリジェンスが行なわれていない技術を積極的に支援した。
(Taken from "Technology may prove a double-edged sword for Obama Campaign",
in IET Engineering & Technology magazine, June 2012, page 15, www.EandTmagazine.com.
編集者記:
LightSquared の歴史の一部は、EMC Journal の 2011年7月号のバナナの皮 No.647 を参照されたい。
重要なシステム (銀行システム全てを含む) の制御に GPS を用いている全ての者は、
それが干渉に対していかに脆弱であるかを理解し、
結果的なリスクを有効に管理するための適当なステップを踏んでいるだろうか?
必要な情報はパブリック・ドメインにあり、
少なくとも Volpe 報告書以来、GPS World などの商業出版物で議論されている
(バナナの皮 No.223、224、及び 227〜232 を参照) が、
今でも、GPS が 100% 信頼できるサービスであると考えているように見える、
重要な交通システムや類似のものを設計する技術者と出会い続けている。
次の No.720 を含め、EMI に伴う GPS
(及び/もしくはその欧州版の Galileo) の非信頼性に関係する他の多くのバナナの皮がある。)
Oslo University の科学者らが、 北極光が衛星にどのように干渉するかの有用な洞察を与え得る小型の計器を開発した。
北極光は、高度 80〜500km のプラズマ雲に荷電太陽風が衝突した時に生じる。 北極光に際してプラズマ雲の中で見られる擾乱は、 衛星へ、また衛星から送られる無線信号を反射させ、あるいは完全に阻止し得る。
そのエレクトロニクスとアルゴリズムの責任者である Oslo University 研究フェローの André Bekking は、 「その計器はプラズマ雲内の電子密度の測定のために4つの小型円筒型プローブを用いる。」と言った。
「m-NLP」と呼ばれるそのデバイスは、 プラズマ雲内で何が起きているのかを科学者らがより詳細に調べられるように 7kHz のレートで電子密度を測定する。 「それは、(従来の) キロメートル・スケールと対比して、 1m 空間分解能で絶対的な電子密度を与えるので、 従来の計器に対する改善である。」と Bekking は言った。 「メートル・スケールまでで絶対電子密度を測定することで、 最初に、北極光が生じる高さの電離層の、最小の考え得る構造を見ることができる。」
「この構造を調査したい理由は、送信している無線信号の半分の大きさの構造があれば 受信信号の後方散乱とシンチレーションを生じるであろうことである。」と Bekking は言った。 「GPS については、これは精度の低下をもたらし、 太陽嵐のあいだ、ユーザーは高緯度地域で GPS 信号ロックの喪失を経験し得る。」
この新たなデバイスは、Bekking によれば 2014年の発射が予定されている、
20〜50個の CubeSat に搭載されるであろう。
(Taken from "Light touch to deal with interference",
by Sam Shead, The Engineer, 28 May 2012, page 12, www.theengineer.co.uk.
GPS EMI 問題については上の No.719 も参照。)
太陽はこの月の一週間のあいだに2回の大規模な太陽嵐を放出し、 さらに続くと予期されている。 地球に向けて噴出した最も最近のXクラス太陽フレアは、 北極光の活動を力付ける荷電粒子の波を送り、 一部の高周波通信システムに強い無線ブラックアウトを引き起こした。 宇宙天気予報センターによると、フレアがそのピークに達する数分間のあいだ、 通信への影響が感じられた。
その太陽フレアは、 太陽上の 186,411マイルにわたる、現在地球に向いている領域である、 活動領域 (AR) 1520 から噴出している。 AR1520 はこれまで太陽表面を半分進んだだけであるので、 近い将来により多くの嵐も見込まれている。
(From: www.interferencetechnology.com/strongest-solar-flare-of-summer-creates-strong-radio-blackout/07/18/2012, learn more from "Powerful outburst on the sun sends a blast our way" by Tariq Malik, Managing editor, NBCnews.com, updated 7/12/2012 7:17:13 PM ET, www.msnbc.msn.com/id/48166317/ns/technology_and_science-space/#.UAV3t_XMRdA, follow Space.com Managing Editor Tariq Malik on Twitter@tariqjmalik. Follow Space.com on Twitter @Spacedotcom.)
2012年4月15日は、RMSタイタニック号の北大西洋での沈没の100周年となる。 この記事は、この海での大災害全体に「無線周波干渉」がどのように寄与したかを簡単に述べる。
RMSタイタニック号は、家族にメッセージを送りたい乗客のために、 強力な無電を搭載していた。 その無電は船の運行のためにも用いられていた。
タイタニック号は、実際には、船橋の無線室に 2台の 1500W スパーク・ギャップ式無電を設置していた。 船橋は上から3番めのデッキであり、船体の最も上のレベルであるとともに、 最も荷重負荷の高いデッキでもあった。 無電の1台はメッセージの送信に用いられ、他方はメッセージの受信に用いられた。 通信士が受信信号をより明確に聞けるように、受信ユニットは防音ブース内に置かれていた。
その信号はエンジンからの腐食性の煙を避けるために 煙突よりも15m程上の2本のマストのあいだに張られた2本の平行ワイヤを介して送信された。 そのシステムは、当時世界で最も強力なものの1つで、1,000マイルの到達距離を持っていた。 それは Marconi Company が所有し、運用しており、主に乗客のために意図されていた。
2人の無線通信士が、主に乗客のためのメッセージの送信と受信の双方のために、 それらのユニットを 24時間運用することになっていた。 副次的な作業として、 通信士は天候情報や氷山の警告についての専門的なメッセージの送信と受信も行なった。
タイタニック号の近くの多くの船が、 タイタニック号からの強力な信号がその無線システムに「干渉」を引き起こしたため、 無電を切っていたと伝えられている。 タイタニック号は、沈没に際して、無線、信号弾、及び灯火で救難信号を送った。 だが、無線システムを切っていた船はその救難信号を聞かなかった。 無線救難信号を聞いた船は、間に合うように救助に行くには遠すぎた。
もしタイタニック号に近い船が無線システムを「オン」のままにしていれば、 より多くの乗客を救えた可能性がある。 実際には、710人に過ぎない人々がその災厄を生き延び、 1500人以上が冷たい水と低体温症状によって命を失った。
特に、カリフォルニアン号はタイタニック号の視界内に居た船であった。 カリフォルニアン号は、氷山の危険のため、その夜は停船していた。 カリフォルニアン号はタイタニック号に流氷について警告したが、 タイタニック号の主任無線通信士はカリフォルニアン号の無線通信士を非難した。 その後、カリフォルニアン号の無線通信士はベッドに入って眠った。 彼は AM 5:20 に起こされ、タイタニック号への接触を試みるように船長に求められた。 だが、タイタニック号は AM 2:20 に沈没しており、応答は聞こえなかった。 しかしながら、他の船からタイタニック号が失われたと聞いた。
その災厄の結果として、世界は、 船ごとの救命艇の数と救命艇の使用と進水に関する乗組員の訓練に関する基本的な条項を含む、 海上における人命の安全のための国際条約 (SOLAS) を制定した。
無線機器に1日24時間人を付けておくという規約とともに、 無線の出力と周波数割り当てについての基本的な規則も成立した。
(Taken from: "The Titanic and Radio Frequency Interference" by Dan Hoolihan, Chair of the IEEE EMC Society History Committee, in the IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine, Volume 1, Quarter 2, 2012, page 39.)
最近、電子式X線ユニットに干渉していた、 病院の ER で用いられている 13.56MHz 在庫管理システムの仕事をした。 その発生源と被害者の距離は 3〜4m 程であった。 おおよそ 16×24インチのセンサがナース・ステーションの AP と無線通信していた。
その RFID ユニットは、サプライ・カートと迷い出るかも知れない患者の追跡に用いられた。 このデバイスについてはイミュニティ仕様は 26MHz で止まるので、 (通常はケーブルはないので) 自ずと試験されなかったことであろう。
RFID の広範なロールアウトとともに、 おそらく一般的な 13.56MHz でのスポット試験の考慮の余地が生じるかも知れない。
(From an email on November 19, 2011, from Mike Violette to the Jeff Silberberg, secretary of IEC TC62A MT23, responsible for the EMC standards for medical equipment and systems. Mike is with EMC Washington Laboratories & American Certification Body, mikev@wll.com,and the job he refers to is discussed more fully in "Keep Looking", In Compliance Magazine, www.incompliancemag.com/index.php?option=com_content&view=article&id=919:keep-looking&catid=60:reality-engineering&Itemid=200)
[製造業者は] 植え込み型のペースメーカや除細動器と無線で通信し、 電話線を介してセキュアなコンピュータ・アカウントへデータを送るデバイスの件について、 2つの故障モードを報告する。
そのデバイスは、停電や雷雨のような外部で発生した電気的サージ、 そして生産品質問題から、オーバーストレス損傷を生じた。
これらの故障は以下の問題を生じる: 電源の喪失; 電源コードが暖かく、あるいは触れるには熱くなり、かつ/もしくは焦げ臭くなる (患者の火傷の2件のレポート); 電源コードの LED の不点灯; 電源ユニットの熱による変形/熔融; 電源ユニットからの高音のノイズの発生。
その工場は、過去2年のあいだの、 電気的オーバーストレス損傷に関係する 1,141件の苦情と 生産品質問題に関係する 500件の苦情を報告する。 彼らは この問題が性能の懸念のある電源の交換、供給者の是正処置の開始、そして 将来のモデルでは金属酸化物バリスタを介して給電する新型の電源ユニットを用いることで 対処されていると報告する。 この新型の電源ユニットは、 生産品質問題と電気的サージ・イミュニティの双方を改善すると期待されている。 この新しい電源ユニットは出荷前申請を必要とするかも知れず、 潜在的リコールとみなされるかも知れない。
(From a private email on November 17, 2011, from Jeff Silberberg, secretary of IEC TC62A MT23, responsible for the EMC standards for medical equipment and systems to the Editor and the rest of MT23.)
イスラエルは、 イスラム共和国の軍用核計画を停止させるための協同攻撃の一部として、 イランの電力網を電磁パルス (EMP) で損ない得る。
イランを「石器時代に戻す」ためのそのような兵器の使用の可能性は、 イランの核兵器開発を止めるために素早い攻撃を行なうべきかについて、 イスラエルの政治家に各方面からの激しい論争を引き起こした。
非致死的とみなされていた、EMP のベースとなる技術は、数十年にわたり知られていた。 電子デバイスや回路を「フライ」にし得る、ガンマ・エネルギーの激しいバースト。 EMP の可能性は 1950年台から 1960年台の高高度核実験の副作用として最初に気づかれたものの、 パルスはマイクロ波発生器のような非核手段でも発生させられる。
そのようなパルスは、電力網や、輸送、経済、及び緊急サービスのための通信をノックアウトし得る。
イスラエルの非ミサイル防衛シールドの開発を助けた Uzi Rubin は 「EMP のような非致死的な用途であっても、核デバイスの使用は問題外である。 EMP を地上で運用する手段がある。」と言った。 彼は、それはイランのレーダー・システムを潰すために使用できるだろうと言った。
(Extracts from "Israeli gamma pulse ‘could send Iran back to the Stone Age",
by Uzi Mahnaimi, in "News, World" the Sunday Times, 9 September 2012, page 28,
www.thesundaytimes.co,uk/news.
編集者記: スマート・グリッドを持つ、あるいはスマート・メータが優勢な国はどこも、
EMP 攻撃に対してイランよりも脆弱となるだろうが、
これはこれらの新しい技術の実現に向けて走る時に見落とされているようである。)
既に浮上している挑戦の1つは、ソリッド・ステート・メータの EMI 問題である。 米国の一部の需要家が、いくつかのメータで EMI 問題を経験している。 報告された事例の大多数は、高周波、 顧客の電子機器に干渉するメータからの低電力の放射エミッションに関係する。 それらの EMI の少数は、伝導性問題であった。
ドイツ、イタリア、スウェーデン、そしてオランダの電力会社も、 ソリッド・ステート電力量計との双方向 EMI 問題を経験した。 PV システムが使用されている施設に設置されたメータの精度問題を引き起こした、 太陽光発電 (PV) インバータからの 200kHz 以下の伝導性エミッションに関係する いくつかの問題が報告されている。
PV インバータの他に、別のタイプの機器 (例えば電子式調光器) も、 ソリッド・ステート・メータの動作に干渉している。 他の問題は、ベビー・モニターや消費者向け電子機器のような エンド・ユース機器への干渉に関係する。
IEC は、伝導性妨害に対するメータのイミュニティを判断する新たなイミュニティ規格を策定することで、 既にソリッド・ステート・メータの EMI の文書化された事例に反応している。
このドラフト規格は差動モードの低周波 (すなわち 2kHz〜150kHz) 伝導性妨害についての試験方法を述べる。 2013年中期に発行される予定の策定中のこのドラフト規格、「IEC 61000 Part 4-19: 試験及び測定テクニック ―― a.c. ポートの 2kHz から 150kHz の周波数範囲の差動モード妨害」 は、IEC が発行する 61000 シリーズ EMC 規格の中の基本 EMC イミュニティ規格である。 それは、ソリッド・ステート電力量計に特化したもののような、 近い将来の製品固有の EMC イミュニティ規格の策定の触媒として働くことだろう。
(Taken from: "Meshing Power Quality and Electromagnetic Compatibility for Tomorrow's Smart Grid", Philip F. Keebler, Energy Utilization - Power Delivery Sector, Electric Power Research Institute (EPRI), pkeebler@epri.com, in IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine - Volume 1 - Quarter 2, 2012, http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6244982.)
巨大な受動フィルタ回路 (高い周波数、すなわち通常は < 1kHz に同調させなければならない) の使用以外に、 許容できる高調波エミッションに対する非常に厳格な両立性要求に適合させる方法が知られていない限り、 低周波域で問題が生じる可能性は高まる。 これは、網内で使用される全ての電気コンポーネント (発電機、変圧器、コンデンサ、ケーブルなど)、 そしてそれに接続される全てのコンポーネントの 過負荷や電圧ストレスの結果とともに共振によって引き起こされる。
過去、多くの例が、電気コンポーネントの過負荷や電圧ストレスの問題が、 そのような効果なく正しく動作している電気機器の通常の動作条件で発生する負荷や 機器の通常の動作条件で生じる電圧歪みレベルではなく、 主に共振や積算効果によって引き起こされることを示してきた。
非線形負荷特性を持つ伝統的な機器は、 低次の高調波 (通常は < 1.5kHz) を含む非線形電流を電源システムから吸い込む。 過負荷とストレスの問題が生じる可能性は、 ある周波数の非線形電流が網内の同じ周波数の共振に出会うと急激に高まる。
数十年前から、それが考えられる場合、技師はそのような一致を避けるための注意を払っている。 過去に (例えば力率の改善のために) フィルタ回路を設置しなければならなかったならば、 高い周波数のためのフィルタ回路が入れられる前に最低の周波数で開始するよう、 フィルタ手続きが厳密に記された。 その目標は、より低い周波数での共振を、可能であれば常に避けることであった。 網の自然の制動効果が低下すると、この規則に従う必要性は高まる。
2kHz〜9kHz の範囲でこれに従うことは非常に困難であり、ほとんど不可能である。 特定の周波数についての低歪みレベルの適合の要求が非常に厳格であれば、 フィルタ手段の広範な適用が不可避である。 従って、現在の慣習は、ある目標の要求に適合させるための、 特定の周波数に焦点を当てた巨大なフィルタ回路を設置し、 (例えば新しい設備や網の構成の変更に際して) 他の機器との共存によって後日網内で発生するかも知れない望ましくない影響を この段階では無視することである。
(Taken from Clause A.7, "Impact of additional AIC filter measures in the range of 2 kHz to 9 kHz", in IEC/TS 62578 Ed2 Committee Draft dated 23 March 2012, published by the IEC as 77A/793/INF on 22 June 2012.)
University of Colorado の天文学チームが、彼らが宇宙の起源を探る際に、 月の向こう側が彼らの望遠鏡に無線干渉からのイミュニティを与えると期待している。 宇宙の過去の暗黒時代を観察する唯一の方法は、 初期の宇宙を満たしていた中性水素からの微かな無線信号を探すことである。 そうするためには、望遠鏡は 100MHz 以下の周波数の無線波を受信する必要があり、 FM 放送などの地球上の無線発生源からの干渉や惑星の電離層はそれらの信号を妨害し得る。 だが、月の陰の望遠鏡は地球の電離層や無線のおしゃべりと競合せずに済むだろう。
NASA のミッションとして選ばれれば、 この Dark Ages Radio Explorer は月の高度 200km の軌道を回ることになるであろう。 それは、ビッグバンから 4億2千万年後に対応する、 40〜120MHz の中性水素信号を収集するであろう。
(Taken from www.interferencetech-nology.com/astronomers-look-to-the-far-side-of-the-moon-for-rf-immunity, 07/02/2012. Learn more from "Far side of the moon offers quiet place for telescopes" by Anil Ananthaswamy, updated 15:43 03 July 2012, New Scientist Magazine issue 2871, at www.newscientist.com/article/mg21428713.300-far-side-of-the-moon-offers-quiet-place-for-telescopes.html)
ATT は、8月21日火曜日、その信号が緊急無線通信に干渉した後、 カリフォルニア州オークランドの 16基の塔が放射していた周波数を一時的に停止した。
それらの塔は、1/4 から 1/2 マイルの半径内にある警察車両と消防車に無線障害を引き起こした、 と、オークランドの公衆安全システム・アドバイザの David Cruise は言った。
FCC はその干渉を確認し、先週、ATT はそれらの塔の 850MHz 周波数をシャットダウンした ―― これは、古い電話を持つ 2G の顧客にのみ影響する。 市は干渉に関係する他の通信障害を調査している。
(Taken from www.interferencetech-nology.com/att-disables-tower-frequencies-after-emergency-communications-disrupted,08/23/2012. To learn more, read "Oakland police radio culprit: cell towers", by Matthai Kuruvila, updated 10:32 a.m., Tuesday, August 21, 2012, in the San Francisco Chronicle: http://www.sfgate.com/crime/article/Oakland-police-radio-culprit-cell-towers-3802585.php or http://www.sfgate.com/crime/article/Oakland-police-radio-culprit-cell-towers-3802585.php#ixzz24SfA46bZ)
Last update: 2012-10-12