内容紹介
電磁波を取り巻く環境と安全の最新動向がつかめる
本書は、EMC対策の基本となる回路論、電磁気学、電磁波・マイクロ波工学などの横断的な知識や国内外における法制・標準化動向について全般的にまとめた包括的な専門ハンドブックです。
技術者や行政関係者の喫緊の関心事となっている電磁環境下の安全問題や規格についても解説しています。
このような方におすすめ
電磁波妨害および不要電磁波などの環境下に関する機器・システムの研究開発に携わる大学・研究機関の研究者,企業の技術者
目次
主要目次
Ⅰ編 電磁妨害波の発生と障害
Ⅱ編 電磁波の基本
Ⅲ編 電磁波の吸収とその応用
Ⅳ編 電磁波の遮蔽とその応用
Ⅴ編 環境と安全
Ⅵ編 測定法
Ⅶ編 電磁妨害波の規格
詳細目次
Ⅰ編 電磁妨害波の発生と障害
1章 電磁環境とEMC 問題
1.1 電磁環境と電磁妨害波
1.2 電磁気両立性(EMC)の確保
1.3 電磁妨害波の発生源
1.3.1 ノイズ発生源
1.3.2 自然ノイズ
1.3.3 人口ノイズ
1.4 EMC 対策の基本
1.4.1 伝導による結合
1.4.2 静電誘導による結合
1.4.3 電磁誘導による結合
1.4.4 電磁波による結合
1.5 通信放送システムとEMC
1.5.1 携帯電話
1.5.2 衛星移動通信
1.5.3 地上基幹通信系
1.5.4 ディジタル放送
1.6 交通システムとEMC
1.7 機器システムとEMC
1.8 スマートグリッドとEMC
1.8.1 はじめに
1.8.2 スマートグリッドの構成とEMC 問題
1.8.3 米国版スマートグリッドとEMC 問題
1.8.4 欧州版スマートグリッドとEMC 問題
1.8.5 日本版スマートグリッドとEMC 問題
1.8.6 IEC でのスマートグリッド標準化とEMC
1.8.7 IEEE でのスマートグリッド標準化とEMC
1.8.8 あとがき
1.9 生体とEMC
1.9.1 生体EMC
1.9.2 歴史的背景
1.9.3 人体防護指針と適合性評価のための測定法
1.9.4 不確実なリスク
1.10 わが国のEMC 組織
2章 静電気放電(ESD)と電磁妨害波
2.1 ESD の基本
2.1.1 はじめに
2.1.2 ESD の基本モデル
2.1.3 ESD 界の特異特性
2.1.4 ESD 対策の考え方
2.1.5 おわりに
2.2 ESD の電磁妨害波特性
2.2.1 電磁妨害波放射のソースとなる過度電流変動
2.2.2 球電極間のESD に伴って発生する放射電磁波特性
2.3 誘導ESD 現象と発生機構
2.3.1 変動静電界による非接地金属体の単極電荷誘導
2.3.2 誘導ESD の発生
2.3.3 誘導ESD の特異な性質
2.3.4 誘導ESD の電磁妨害作用
Ⅱ編 電磁波と電磁妨害波の基本
1章 電波の基本
1.1 電波とは
1.2 電波の周波数
1.3 電磁波の波長
2章 電波の伝搬
2.1 電波伝搬に関係する電界と磁界
2.1.1 磁 界
2.1.2 重力と電界
2.2 空気中を伝搬する電波
2.2.1 平面波の基本
2.2.2 平面波の式
2.2.3 電波の伝送電力
2.3 媒質中における電波の伝搬
2.3.1 媒質の分類
2.3.2 無損失媒質中の伝搬
2.3.3 損失材料中における電磁波の伝搬
2.3.4 抵抗体と金属中における電波の伝搬
2.4 電波の偏波
2.4.1 水平偏波と垂直偏波
2.4.2 円偏波
2.4.3 TE 波とTM 波
3章 電波の反射・透過・吸収
3.1 境界面における反射と透過
3.1.1 垂直入射の場合
3.1.2 斜入射の場合
3.2 定在波と定在波比
3.2.1 平面波による定在波
3.2.2 球面波による定在波
3.3 デシベル〔dB〕
3.4 インピーダンスと整合
3.4.1 インピーダンス
3.4.2 反射係数とインピーダンス
3.4.3 負荷インピーダンスと代表例
3.5 スミスチャート
3.5.1 スミスチャートの基本
3.5.2 スミスチャートでのインピーダンス軌跡
3.6 整 合
4章 ケーブル・導波管
4.1 同軸ケーブル
4.1.1 同軸ケーブル
4.1.2 同軸コネクタ
4.2 TEM セル
4.3 導波管
4.3.1 同軸導波管
4.3.2 方形導波管
4.3.3 円形導波管
5章 アンテナからの放射
5.1 はじめに
5.2 微小ダイポールによる電磁界
5.2.1 ダイポールがつくる電気力線
5.2.2 微小ダイポールからの放射
5.3 半波長ダイポールアンテナ
5.3.1 半波長アンテナの構造
5.3.2 半波長アンテナに流れる電流
5.3.3 半波長アンテナからの放射
5.3.4 半波長アンテナの指向性
5.4 微小ループアンテナからの放射
5.4.1 微小ループがつくる電磁界
5.4.2 遠方電磁界
Ⅲ編 電磁波の吸収とその応用
1章 概 論
1.1 電波の吸収
1.1.1 電波の反射と吸収
1.1.2 電波吸収されたエネルギー
1.1.3 電波伝搬定数
1.1.4 電波吸収材料
1.2 電波吸収体
1.2.1 電波吸収体
1.2.2 電波吸収体の条件
1.2.3 電磁波シールド材との比較
1.2.4 電波吸収体の設計
1.2.5 電波吸収体の応用
2章 電波吸収材料
2.1 電波吸収材料の種類
2.1.1 電波吸収材料の分類
2.1.2 電波吸収材料の違い
2.2 導電性電波吸収材料
2.2.1 抵抗体
2.2.2 抵抗皮膜
2.3 誘電性電波吸収材料
2.3.1 カーボン混合発泡ポリスチロール
2.3.2 ゴムカーボン
2.3.3 混合コンクリートの複素比誘電率
2.4 磁性電波吸収材料
2.4.1 焼結フェライト(フェライト)
2.4.2 複合フェライト
2.4.3 軟磁性金属複合材料
3章 電波吸収体の理論と特性
3.1 電波吸収体の反射係数と特性
3.1.1 電波吸収体の反射係数
3.1.2 電波吸収体に要求される特性
3.2 電波吸収体の分類
3.2.1 電波吸収材料からの分類
3.2.2 層数からの分類
3.2.3 外観からの分類
3.2.4 周波数特性からの分類
3.3 電波吸収体の理論
3.3.1 垂直入射特性
3.3.2 単層形電波吸収体の原理と特性
3.3.3 斜入射特性
3.3.4 多層形電波吸収体の特性
3.3.5 山形電波吸収体の反射係数の計算
3.4 電波吸収体のよさ
3.4.1 周波数比帯域幅に関するよさ
3.4.2 厚さに関するよさ
3.4.3 超広帯域形電波吸収体のよさ
3.5 電波吸収体の応用
3.5.1 テレビゴースト対策用電波吸収体
3.5.2 レーダ偽像対策用電波吸収体
3.5.3 電波無反射室用電波吸収体
3.5.4 アンテナの指向性改善用電波吸収体
3.5.5 電子レンジ用電波吸収体
4章 電波吸収体の設計法
4.1 λ/4形電波吸収体の設計
4.1.1 λ/4形電波吸収体の構造
4.1.2 λ/4形電波吸収体の原理
4.1.3 λ/4形電波吸収体の周波数特性
4.1.4 設計値からのずれに対する考察
4.1.5 抵抗皮膜のサセプタンス分
4.2 単層形電波吸収体の設計
4.2.1 垂直入射に対する設計
4.2.2 斜入射用単層形電波吸収体の設計
4.3 2層形電波吸収体の設計
4.3.1 設計法(1)
4.3.2 設計法(2)
4.3.3 TE 波入射とTM 波入射の両用2層電波吸収体の設計
4.4 多層形電波吸収体の設計
4.4.1 設計の基本
4.4.2 各層準整合法
4.4.3 ポイント周波数法
4.4.4 斜入射ポイント整合法
4.4.5 組合せ形電波吸収体の設計
4.5 人工誘電体を用いる電波吸収体
5章 電波吸収体の特性
5.1 λ/4形電波吸収体の特性
5.1.1 船舶レーダ用電波吸収体
5.1.2 UHF 帯テレビ電波用電波吸収体
5.2 単層形電波吸収体
5.2.1 ゴムカーボン系電波吸収体
5.2.2 焼結フェライト系電波吸収体
5.2.3 ゴムフェライト系電波吸収体
5.3 2層形電波吸収体
5.3.1 ゴムフェライト系2層形電波吸収体
5.3.2 コンクリート電波吸収体
5.4 多層形電波吸収体
5.4.1 カーボン含有発泡体
5.4.2 組合せ形電波吸収体の特性
5.4.3 ピラミッド形電波吸収体
5.5 いぶし瓦製造法によるピラミッド形電波吸収体
5.6 メタマテリアル電波吸収体
5.6.1 メタマテリアル概説
5.6.2 材料,媒質としてのタマテリアル
5.6.3 電波吸収体
5.6.4 自立制御形メタマテリアル電波吸収体
6章 電波暗室(電波無反射室)
6.1 電波暗室の発展
6.2 電波暗室の特徴
6.3 電波暗室の構造と特性
6.3.1 はじめに
6.3.2 シールドルーム
6.3.3 ターンテーブルとアンテナマスト
6.3.4 電波吸収体
6.3.5 EMC 評価用電波暗室の特性
6.3.6 マイクロ波・ミリ波評価用電波暗室の特性
6.4 電波暗室のシミュレーション
6.4.1 はじめに
6.4.2 光線近似法(レイトレース法)
6.5 アンテナ校正用サイトとしての検討
6.5.1 アンテナ校正を目指した10 m 法電波暗室の概要
6.5.2 アンテナ校正用サイトの適合性による測定結果
Ⅳ編 電磁波の遮蔽とその応用
1章 概 論
1.1 電磁シールドの概要
1.1.1 電磁波ノイズ
1.1.2 防止対策
1.1.3 シールド
1.2 電磁シールドの基本
1.2.1 シールドの分類
1.2.2 電磁シールド効果の定義
1.2.3 シールド効果の目安
1.2.4 電波吸収体との違い
1.3 電磁シールド材
1.3.1 各種の電磁シールド材
1.3.2 金属によるシールド
2章 電磁シールドの理論
2.1 波源と波動インピーダンス
2.1.1 微小ダイポールアンテナの波動インピーダンス
2.1.2 微小ループアンテナ
2.1.3 波動インピーダンスの距離特性
2.2 シェルクノフの式
2.2.1 式の導出の前提
2.2.2 シェルクノフの式
2.2.3 シェルクノフの式の各項
2.3 抵抗皮膜近似によるシールド効果
2.3.1 抵抗皮膜近似
2.3.2 近似シールド効果
2.3.3 シールド効果の算出
2.4 シールド効果の厳密解
2.4.1 厳密解と近似式の違い
2.4.2 シールド材によってつくられる電磁界
2.5 厳密解に近いシールド効果の計算
2.5.1 補正方法の基本
2.5.2 微小ダイポールアンテナに対する補正
2.5.3 微小ループアンテナに対する補正
2.5.4 計算例
3章 電磁波遮蔽(シールド)材料
3.1 導電性ゴム
3.1.1 導電性ゴムの分類
3.1.2 導電機能
3.1.3 導電性物質
3.1.4 導電性ゴム
3.1.5 加圧導電性ゴム
3.2 導電性ペイント
3.2.1 はじめに
3.2.2 導電性ペイントによる電磁波の遮蔽
3.2.3 導電性ペイントによる電磁波の吸収
3.2.4 おわりに
3.3 導電性プラスチック
3.3.1 はじめに
3.3.2 プラスチックの導電化
3.3.3 いろいろな導電性プラスチック
3.3.4 導電性繊維・フレークの種類と充てん率
3.3.5 電子機器の筐体として
3.4 磁性材料(フェライト,軟磁性金属など)
3.4.1 フェライト材料
3.4.2 軟磁性金属材料
3.4.3 磁性複合材料
4章 磁気遮蔽(シールド)
4.1 概 要
4.1.1 磁気シールドの概要
4.1.2 磁界の計測量・単位と磁場の分類
4.1.3 低周波磁界における人体防護ガイドラインと規格
4.1.4 静磁界ばく露に対する人体防護ガイドライン
4.1.5 磁気シールドの主な用途、磁界利用機器、外乱磁界の周波数帯および強度
4.2 磁気シールドの主な用途
4.2.1 電子線
4.2.2 生体磁気計測など極微弱磁界計測
4.2.3 宇宙研究施設用零磁場空間,古地磁気研究用
4.2.4 MRI 装置
4.3 外乱磁界
4.3.1 はじめに
4.3.2 地球磁界(直流磁界)
4.3.3 電車の送・帰電流に起因する磁気ノイズ(変動磁界)
4.3.4 磁性体(自動車・エレベータ)の移動に起因する磁気ノイズ(変動磁界)
4.3.5 送配電線から漏えいする磁界(交流磁界)
4.3.6 IH 調理器からの漏えい磁界(交流磁界)
4.3.7 世界各地の磁気ノイズ周波数特性
4.4 磁界の強さと測定器の種類,測定方法
4.4.1 はじめに
4.4.2 サーチコイル方式
4.4.3 ホール素子方式
4.4.4 フラックスゲート方式
4.4.5 超伝導量子干渉素子
4.4.6 測定方法
4.5 磁気シールド効果の測定
4.6 磁気シールドの種類と効果
4.6.1 はじめに
4.6.2 円筒あるいは,球殻,立方体の「受動的な方法」の磁気シールド効果の計算
4.6.3 アクティブ磁気シールド
4.6.4 MRI 装置の磁界対策
4.7 磁気シールド材料
4.8 磁気シールドの施工例
4.8.1 生体磁気計測,極微弱磁界計測用受動的遮蔽磁気シールドルーム
4.8.2 アクティブ制振装置を基礎として用いた生体磁気計測用磁気シールドルーム(MSR)
4.8.3 零磁場空間形成用磁気シールド
4.8.4 開口部を有するMRI 装置用磁気シールドルーム
4.9 磁気シールドルームの性能評価法
5章 電磁波遮蔽(シールド)の応用
5.1 ディジタル機器の電磁波シールド
5.1.1 電波発生源
5.1.2 電波対策法
5.1.3 電波シールドのシミュレーション
5.1.4 イミュニティにおけるシールド
5.2 電波吸収材を用いた対策
5.2.1 磁性材料の種類と電気磁気特性
5.2.2 電波吸収材のノイズ対策基本特性
5.2.3 応用例
5.3 シールドルームの設計
5.3.1 はじめに
5.3.2 計 画
5.3.3 設 計
5.3.4 おわりに
5.4 ビルにおける電磁波シールド
5.4.1 電磁環境とビルの電磁波シールド
5.4.2 電磁波シールドの仕様
5.4.3 電磁波シールドの基本構造
5.4.4 建物における電磁波シールドの例
Ⅴ編 環境と安全
1章 人体への影響
1.1 人体と電磁界のカップリングおよび生体影響
1.1.1 生体組織の電磁的性質
1.1.2 生体と電磁界のカップリング
1.1.3 電磁界の生体作用
1.2 電気安全の基礎(離脱電流,電気刺激も含めて機器の安全を中心に)
1.2.1 接触電流について
1.2.2 人体の電気安全にかかわるパラメータ
2章 民生機器の安全性
2.1 低周波・中間周波の生体電磁環境と安全性
( 電力線,セキュリティ検査機器,磁気調理器など)
2.1.1 電磁界の安全性評価のプロセス
2.1.2 電力設備周辺の磁界
2.1.3 電気機器周辺磁界の特徴
2.2 高周波の生体電磁環境と安全性
2.3 ワイヤレスからの電磁界への人体ばく露
2.3.1 はじめに
2.3.2 ワイヤレス給電技術と電波防護指針とのかかわり
2.3.3 ワイヤレス給電技術に対する人体ばく露量の数値解析
3章 医療機器の安全性
3.1 医療環境における電磁環境
3.1.1 はじめに
3.1.2 現代医療のICT 化と電磁環境
3.1.3 現代医療における総合的な電磁環境とは
3.1.4 医療電磁環境の構成要素
3.1.5 適用先の拡大
3.1.6 まとめ
3.2 臨床環境における電磁ノイズ
3.2.1 臨床現場における電磁ノイズ放射限
3.2.2 総合的電磁環境構成要素に関するノイズ観測例
3.2.3 まとめ
3.3 医療現場における電磁界制御
3.3.1 はじめに
3.3.2 生理機能検査機器の使用環境整備としての電磁波制御
3.3.3 MRI 設置室における新しい遮蔽法
3.3.4 移動体通信利用に対する制御と遮蔽
3.3.5 まとめ
3.4 病院内における医療機器の電磁障害事例と対策
3.4.1 はじめに
3.4.2 医療電磁環境の特徴と電磁波障害の種類
3.4.3 商用交流障害(ハム)
3.4.4 電気メスによる電磁波障害
3.4.5 携帯電話
3.4.6 医用テレメータの混信事故と院内電波管理
3.4.7 EMC 管理者
3.4.8 国内外のEMC 規格
3.4.9 おわりに
4章 電磁波情報漏えいセキュリティとそのEMC 対策
4.1 電磁波情報漏えいセキュリティ
4.1.1 IT 機器のエミッションによる情報漏えいセキュリティ脅威
4.1.2 情報機器のエミッションによる情報漏えいメカニズム
4.2 電磁波情報漏えいセキュリティとEMC 的対策
4.2.1 機器・装置レベルのEMC 的対策
4.2.2 建物レベルのEMC 的対策
4.3 おわりに
Ⅵ編 測定法
1章 電磁妨害波の測定
1.1 概 要
1.1.1 妨害波の発生源
1.1.2 妨害波源の分類
1.1.3 妨害波の波形
1.1.4 妨害波の周波数スペクトル
1.1.5 妨害波の伝搬
1.1.6 妨害波の測定法
1.1.7 測定法の背景
1.2 測定器
1.2.1 概 要
1.2.2 妨害波測定器
1.2.3 スペクトラムアナライザ
1.2.4 APD 測定器
1.3 測定用プローブ
1.3.1 アンテナ
1.3.2 擬似電源回路網(1)
1.3.3 擬似通信回路網(2)
1.3.4 吸収クランプ
1.3.5 電流プローブ
1.3.6 容量性電圧プローブ
1.3.7 ディスターバンスアナライザ
1.4 測定用設備
1.4.1 概 要
1.4.2 オープンサイトと電波無反射室
1.5 測定法
1.5.1 概 要
1.5.2 伝導妨害波の測定法
1.5.3 放射妨害波の測定法
1.5.4 広帯域妨害波の測定法
1.5.5 不連続妨害波の測定法
2章 イミュニティの測定法
2.1 概 要
2.1.1 イミュニティの定義
2.1.2 イミュニティ基本規格(試験法)
2.1.3 イミュニティ共通規格(限度値)
2.1.4 イミュニティ規格のJIS 化
2.2 伝導妨害波の印加法
2.2.1 伝導妨害波の印加波形
2.2.2 伝導妨害波の結合方法
2.2.3 伝導妨害波のイミュニティ試験配置
2.3 電磁界印加法
2.3.1 はじめに
2.3.2 電磁界の強さ
2.3.3 標準電磁界の印加法
2.3.4 磁界発生コイル法
2.3.5 ヘルムホルツコイル
2.3.6 TE Mセルおよび平行平板伝送線路法
2.3.7 反射箱
2.4 静電気放電
2.4.1 人体ESD
2.4.2 ESD 試験規格
3章 素子・材料の特性測定
3.1 シールド材の測定
3.1.1 シールド効果の定義
3.1.2 近傍界
3.1.3 シールドの種類
3.1.4 電磁波シールド室の測定
3.1.5 小型試料によるシールド効果の測定
3.2 電波吸収体の測定
3.2.1 材料定数の測定
3.2.2 電波吸収特性の測定
Ⅶ編 電磁妨害波の規格
1章 概 論
1.1 概 要
1.2 電磁妨害波に対する国際機関の対応
1.2.1 世界無線通信主管庁会議における対応
1.2.2 国際無線障害特別委員会における対応
2章 許容値の決め方
2.1 概 要
2.2 妨害波の形態による許容値の差異
2.3 最悪条件に基づく許容値の算出
2.4 最終的な許容値の算出
3章 電磁妨害波の規格
3.1 音声,テレビ放送用受信機の規格
3.1.1 はじめに
3.1.2 CISPR の規格
3.1.3 妨害波電圧および電力の測定
3.2 情報技術装置の規格
3.2.1 情報技術装置の妨害波規格
3.2.2 情報技術装置のイミュニティ規格
3.3 マルチメディア機器の規格
3.3.1 マルチメディア機器の規格の概要
3.3.2 マルチメディア機器の妨害波規格
3.3.3 マルチメディア機器のイミュニティ規格
3.4 家庭用電気機器の規格
3.4.1 家庭用電気機器の規格の概要
3.4.2 妨害波規格
3.4.3 イミュニティ規格
3.5 電気照明機器の規格
3.5.1 妨害波規格
3.5.2 イミニティ規格
3.6 自動車の規格
3.6.1 自動車のEMC
3.6.2 妨害波の規格
3.6.3 イミュニティの規格
3.7 電気自動車と充電器の規格
3.7.1 電気自動車のEMC 規格動向
3.7.2 充電器のEMC 規格動向
3.8 工業,科学および医療用装置の規格
3.8.1 はじめに
3.8.2 国際無線障害特別委員会の規格
3.8.3 測定に際しての一般条件
3.8.4 電源端子伝導妨害波電圧の測定法
3.8.5 放射妨害波の測定法
3.9 無線設備関連の規格
3.9.1 微弱無線局
3.9.2 人体の防護
3.10 有線通信設備の規格
3.10.1 はじめに
3.10.2 有線通信設備のエミッション規格
3.10.3 有線通信設備のイミュニティ規格
3.11 電磁波セキュリティの規格
3.11.1 電磁波とセキュリティ
3.11.2 主な規格作成団体と適用・対象
3.11.3 IEC 規格
3.11.4 ITU-T 勧告
索 引
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