世界初、スタック型メタサーフェス電波吸収体を用いたセンサを搭載した電磁ノイズの可視化システムを開発、国際学会IEEE、URSIで発表

パナソニックグループ

2023年9月14日 14時40分

パナソニックコネクト株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役執行役員プレジデント・CEO：樋口泰行、以下、パナソニックコネクト）、国立大学法人金沢大学は、共同研究の成果を2023年8月3日、米国ミシガン州で開催された電気・情報工学分野で世界最大規模の学術研究団体IEEE（※1）における「EMC+SIPI 2023／2023 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal & Power Integrity」（会期：2023年7月31日から2023年8月4日）にて「電磁ノイズの二次元可視化システム開発」を発表、また札幌で開催された電波、電気通信及び電子科学分野の国際学術団体 URSI（※2）における「第35回国際電波科学連合総会／URSI GASS 2023／35th URSI General Assembly and Scientific Symposium」（会期：2023年8月19日から26日）にて2023年8月22日、24日に「電界分布の広帯域測定のための積層型メタサーフェスの等価回路解析」、「現場における電磁ノイズ可視化に向けた広帯域メタサーフェスの性能評価」を発表、いずれも世界初（※3）となる研究成果を発表しました。

■電磁ノイズ可視化の課題

近年IoT（※4）技術が加速する中、電子機器が取り扱う情報量が増加、またデータ通信の高速化に伴い、電子機器が発する不要な電磁ノイズが急激に増大する傾向にあります。製品開発の現場では、電子機器を電波暗室内に設置して、発生する電磁ノイズの強度を周波数毎に測定し、EMC（※5）規格で定められた限度値を超えていないかを確認しています。

この電磁ノイズ源を特定するためには、さらに近傍で電磁界分析をして要因を特定する必要がありましたが、操作が煩雑で測定時間が長いという課題がありました。また測定装置が大きくてセットアップに時間がかかり、できあがってもリアルタイムなフィードバックを得るのが困難で、電磁ノイズの特定に1日から数日を要することも少なくありませんでした。

■世界初の電磁ノイズ可視化システムの技術

この課題に対し、パナソニックコネクトは、商品開発で培った電磁界シミュレーション技術と金沢大学で開発された薄板状の電波吸収体に吸収される電波強度から電波の2次元分布を計測する技術を、両社共同でプリント基板（※6）上に波長よりも十分に小さい金属パッチの周期構造（※7）を2次元平面上に形成し（メタサーフェス）、プリント基板を上下2段にスタックすることで、2つの共振器を適切に結合させるスタック型メタサーフェス電波吸収体を開発、広い周波数範囲の電磁ノイズを吸収できる性能とセンサの小型化の両立を可能とした電磁ノイズ可視化システムの開発を実現しました。

製品開発の現場やお客様環境における電磁ノイズ対策では、持ち運びの自由度が高い装置で、電子機器から放射される電磁ノイズをリアルタイムに測定できるような技術が要求されます。

この度の開発により、A4サイズで幅広い周波数（300 MHz～1.4 GHz）の電磁ノイズをリアルタイムに可視化し、迅速に電磁ノイズ発生源を探ることが可能となります。

製品開発での適用はもちろん、工場の設備の電磁ノイズによるトラブルや、パワエレ（※8）設備、車載機器、医療機器などさまざまな現場で発生する課題への分析が容易となり、EMC分析技術の革新が期待できます。

今後も現場で電磁ノイズのトラブルを抱えるお客様が、EMC対策を効率的に実施できるよう、電磁ノイズ可視化システムの性能をより向上させ、EMC対策でお困りのお客様に貢献する研究開発を推進してまいります。

ノイズセンシング技術動画

https://connect.panasonic.com/jp-ja/about/who-we-are/research/noisesensing

【用語説明】

※1 Institute of Electrical and Electronics Engineers：

世界最大規模の電気・電子・情報工学分野の国際学会

URL：https://www.ieee.org/

※2 International Union of Radio Science：

電波、電気通信及び電子科学分野の国際学術団体