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GTEM セルでの 1GHz 以上のエミッションとイミュニティの測定の研究

by Martin Alexander and Angela Nothofer, National Physical Laboratory (NPL), Andrew Marvin and Didier Bozec, York EMC Services Ltd. (YES), Roger Dixon and John Wombwell, GTEM User's Group

翻訳: T.Sato

GTEM セルは、EMC 試験のためのポピュラーな代替試験設備である。遮蔽されたエンクロージャを持つ、そもそもの魅力は 1GHz 以下のイミュニティ試験のためのものであったが、それはエミッション試験のためにも同様に使用できる。 GTEM セルの主な魅力は、無響室よりも安価であり、オープン・サイトよりも土地を必要としないことである。最近、GTEM セルで 1GHz までの EMC 試験を行なう方法を示す IEC 規格、 IEC 61000-4-20¹ が採択された。しかし、今は、プロセッサのクロック・スピードの上昇に伴って、 1GHz 以上のための手法への緊急の要求がある。 GTEM セルは、おおよそ 100MHz 以上ではオーバーモードとなり、より高い周波数ではさらに劇的にオーバーモードとなる。

Fig 1: GTEM セルの構造図

1GHz 以上の EMC 適合性試験のための GTEM セルの使用の可能性を調査するためのプロジェクトが、この作業は、2001年 10月から 2002年 12月までのあいだ、 UK GTEM ユーザー・グループからの入力とともに、 NPL と YES によって協同で行なわれた。このプロジェクトの目標は、 EMC 試験での GTEM セルの使用における測定の不確かさの定量化と低減によって UK の産業界を支援することであった。 GTEM セルの使用と測定の不確かさに関するベスト・プラクティス・ガイドが書かれ、 2003年 4月に入手可能となった。

Fig 2: YES オープン・サイトでの 6GHz までの測定

いずれも YES が設計して作成した１つのエミッション用模擬 EUT (３つの異なった放射モードを持つ) と１つのイミュニティ用模擬 EUTを調査する時間しかなかったので、このプロジェクトはその応用の一部をカバーしただけである。図は、NPL の 1750 GTEM セルと YES の 1100 GTEM セルでの 4.2GHz までのエミッション用模擬 EUT のエミッション測定を示す。このイミュニティ用模擬 EUT は、感受性レベルを監視する電気／光センサを含む。 NPL と YES の結果は良く一致しており、その EUT の性能が GTEM の金属エンクロージャ内にあることによって顕著に影響されなかったことを示す。

Fig 3: 模擬 EUT のエミッション測定のための３つの方向

Fig. 4a: スロット、及びギャップ・モードの模擬 EUT に対する
NPL と YES の GTEM での 2GHz までの測定結果

Fig. 4a: スロット、及びギャップ・モードの模擬 EUT に対する
NPL と YES の GTEM での 1～4.2GHz の測定結果

UK GTEM ユーザー・グループのメンバーを多く含む 36人の出席者を集めたワークショップが 9月 25日に開かれた。一部のセルを規定外とし得る縦フィールドの抑制のために NPL で行なわれた作業に関するプレゼンテーションがあった。この不要なモードは、セルの床に小面積のフェライト・タイルを置き、かつ／もしくはセルの終端を改善することによって低減できる²。測定結果が示され、それは EMC Zurich で発表された論文に要約された³。一般的な結論は、GTEM セルでのケーブルを持たない製品の放射エミッション試験の総合的な不確かさ ――±5dB 前後―― は他の種類の試験設備 ――CISPR の標準である 10m オープン・サイト―― と極端に違わないというものであった。このセルは、基本的には高い周波数まで使用可能である。異なった寸法の、電源やデータのケーブルが接続された EUT の使用の可能性の調査のために、さらに多くの作業が必要である。 GTEM セルのユーザーの必要性を述べた GTEM ユーザー・グループとの２回の会合が持たれ、彼らは測定を繰り返した一人のメンバーに助けられた。これらの結果は NPL と YES の結果に含まれており、これらの結果に信用を加えているが、周波数によっては 10dB に達する広がりも珍しくないことを示している。

参考資料

IEC 61000-4-20: Electromagnetic compatibility: Testing and measurement techniques - Emission and immunity testing in transverse electromagnetic (TEM) waveguides.
Loader, B.G., Alexander M.J., Blackburn J., The longitudinal field in the GTEM 1750 cell and the nature of the termination, EuroEMC, Sorrento, September 20
A.Nothofer, M.J.Alexander, D.Bozec, D. Welsh, L.Dawson, L.McCormack, A.C.Marvin, A GTEM Best Practice Guide - applying IEC 61000-4-20 to the use of GTEM cells, Zurich EMC Symposium, February 2003.

これは、EMC+Compliance Journal に掲載された記事を、その許諾を得て T. Sato が翻訳したものです。この翻訳については、原著者らはいかなる責任も持ちません。これについての意見、質問などは VEF00200@nifty.com (T.Sato) 宛にお送り下さい。

Last update: 2003-08-10