SVSWR（Site Voltage Standing Wave Ratio）とは？
SVSWRとは何か？
SVSWR（Site Voltage Standing Wave Ratio）は、電波暗室や電磁波試験サイトの特性評価において重要な指標で、特に1GHz以上の高周波帯域での測定に用いられます。この指標は、試験サイト内で発生する電波の反射特性を評価し、測定環境が自由空間条件にどれほど近いかを数値化するものです。
自由空間条件とは、理論上反射が発生しない理想的な環境を指します。しかし、現実の試験サイトでは壁や天井、床などにより反射波が発生し、測定精度に影響を及ぼす可能性があります。そのため、SVSWRの測定を通じて試験サイトの反射特性を評価し、適切な環境であることを保証することが求められます。
また、SVSWRは、CISPR 16-1-4などの国際規格で定義されており、試験環境の適合性を評価する際の重要な基準となっています。これにより、SVSWRの測定結果が、世界中で共通の評価基準として利用されることが可能です。
SVSWRの目的と重要性
測定環境の精度を確保する役割
電波暗室や試験サイトは、電磁波関連の製品やシステムの性能を評価する場として設計されています。しかし、試験環境内での反射波の影響は無視できません。反射波が存在することで、測定対象から放射される信号が増幅されたり減衰されたりする可能性があり、これが測定結果に誤差をもたらす要因となります。
SVSWRの測定を実施することで、こうした影響を定量的に評価することが可能になります。具体的には、試験サイト内での反射の度合いを数値化し、それが測定の妨げになるレベルかどうかを判定するのです。
高周波帯域での適用の必要性
SVSWRは、特に1GHz以上の高周波帯域において重要です。高周波になるほど、波長が短くなり、反射波が干渉を起こす可能性が高まります。これにより、試験サイト内の設計や構造が測定結果に大きく影響を与えるため、SVSWRの測定によって試験環境が適切であるかどうかを確認する必要性が増します。
国際規格への準拠
SVSWRは、CISPR 16-1-4などの国際規格に基づいて測定されるため、これを満たす試験サイトは国際的な信頼性を得ることができます。規格への準拠は、試験結果がグローバルに受け入れられるための重要な要素です。
SVSWRの測定方法
測定における基本手順
- 送信アンテナの配置: テストボリューム内の複数の位置（中央、前後、左右など）に送信アンテナを設置します。この配置は、試験サイト内での電波伝播が均一であるかを確認するために重要です。
- 受信アンテナの設置: 受信アンテナは、一定の位置に固定されます。このアンテナは、送信アンテナから送られる信号を受信し、反射波の影響を測定します。
- 測定: 送信アンテナを異なる位置に移動させながら、各位置で受信信号の最大値と最小値を測定します。
- SVSWR値の計算: 各位置で測定した受信信号の最大値と最小値の比率を用いてSVSWRを算出します。この値はdB（デシベル）で表され、一般的に6dB未満であれば試験サイトの特性が適切であると評価されます。
測定に必要な機器と技術
使用機器
- ネットワークアナライザ: 高精度で広帯域な測定を行うための基本的な機器です。この装置は、電波の伝播特性や反射特性を詳細に解析することができます。
- アンテナポジショナ: アンテナを正確な位置に移動させるために使用される装置です。これにより、送信アンテナの位置を制御し、均一な測定を可能にします。
- 測定専用ソフトウェア: 測定の自動化や結果の解析を支援するために使用されます。これにより、効率的なデータ収集と分析が可能です。
測定の自動化
最近では、測定プロセスを効率化するための自動化システムが広く導入されています。自動化された測定システムは、人的エラーを最小限に抑え、短時間で精度の高い結果を提供します。
測定結果の評価基準
SVSWR値が6dB未満であることが、試験サイトの適切性を示す一般的な基準とされています。この基準に基づき、測定環境が自由空間条件にどれほど近いかが評価されます。
もしSVSWR値が基準を超える場合、試験サイトの反射特性に問題がある可能性があります。この場合、次のような対策が検討されます。
- 電波吸収体の配置を再調整する。
- 試験サイトの壁面や床材を改良する。
- 測定機器の設定やキャリブレーションを見直す。
測定結果の活用
SVSWR測定の結果は、以下のように活用されます。
試験サイトの改良
測定結果を基に、試験サイトの反射特性を最適化するための改善を行います。これには、電波吸収体の再配置や壁材の変更が含まれます。
製品開発への応用
適切な測定環境を維持することで、開発中の製品やシステムの性能を正確に評価することができます。
測定における課題と対策
SVSWR測定にはいくつかの課題が伴います。
主な課題
- 測定環境内の温度や湿度の影響
- 試験サイトの経年劣化による特性変化
- 高周波帯域での測定の複雑さ
対策
- 定期的な環境モニタリングを行う。
- 試験サイトの定期的なメンテナンスを実施する。
- 測定手法や機器のアップグレードを検討する。
結論
SVSWRは、電波暗室や試験サイトの品質を評価する上で欠かせない指標です。正確な測定を通じて、試験環境の精度を保証し、信頼性の高い測定結果を得ることが可能です。試験サイトの特性を維持し、国際規格への準拠を確保するために、SVSWR測定の定期的な実施と結果の活用が不可欠です。
オススメ企業3選
電波暗室を導入するにあたって最初に考えるべきなのは、購入にするかレンタルにするかということ。電波暗室の施工には5,000万～10億円という規模の予算が必要となります。購入となった場合は、計測システムを持っているかどうかで選ぶべき企業が変わってくる点にも注意が必要です。
自社の状況別に3つの企業を紹介していますので、ぜひ参考になさってください。
電波暗室を初めて導入する/
計測システムから
刷新するなら
ファクトリー株式会社
引用元：マイクロウェーブ ファクトリー公式HP
（https://www.mwf.co.jp/）
電波暗室だけではなく、電波暗室に必須の"計測システム"もまとめて提供してくれる会社。
調整やコミュニケーションの手間が減少し、導入期間の短縮が期待できます。
今ある電波暗室を
増室したいなら
引用元：TDK公式HP
（https://www.tdk.com/ja/index.html）
電波暗室だけを増設したい会社におすすめ。
既存のメーカーの製品保守やメンテナンスにも対応をしており、施工実績も豊富なメーカー（※）です。
購入するほどの
費用対効果を
見込めないなら
ジャパン株式会社
引用元：テュフラインランドジャパン公式HP
（https://www.tuv.com/japan/jp/）
大規模な生産をしない場合や、予算確保が困難な場合はレンタルがおすすめ。
EMC試験だけでなく、アンテナ計測など多種多様な試験を行える体制を整えております。
【選定条件】Google検索「電波暗室」で表示された上位22社を調査（2022年3月11日時点）。それぞれ以下の条件で選定。
・電波暗室を初めて導入するなら：唯一、グループ会社内で電波暗室と計測システムの両方を提供している企業
・今ある電波暗室を増室したいなら：既存の電波暗室の補修やメンテナンスに対応しており、なおかつ公式HPに掲載されている電波暗室の施工実績数が一番多い企業（累計1,200基）（2022年3月調査時点）
・購入するほどの費用帯効果を見込めないなら：電波暗室のレンタルを行っている企業の中で、唯一アンテナ計測、EMCの両方のレンタルが可能