電磁波の測定

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要旨

磁波ノイズを測定と遮断する技術的な話です。

測定

オーディオレコーダーを使った簡易測定器

オーディオレコーダーに、簡単な自作アンテナを接続して、レベルメーターの振れを見てみました。

自作アンテナには、あまり手間をかけていません。秋葉原の電子部品ショップ『千石電商』で、ボビンに巻いた電線を売っています。この中から長さ100mの電線を選んで買ってきて、両はじを3.5mmジャックに接続して、ダイナミックマイクロフォンの代わりに接続します。これだけで、20Hz〜数十kHzの電磁波を拾えます。 MR-1自身も電磁波を出しているので、アンテナはMR-1から10cmほど離します。

共立プロダクツ事業所製のWanderKit『電磁波レベルメータSP』

測定できる周波数範囲を広げるため、このキットをヨドバシカメラの通販で購入しました。

製作時に2点変更しています。基板上で2箇所を接続するために0Ωのダミー抵抗が4個ついてきましたが、webmasterの趣味でリード線の切れ端を使って接続しました。

片方のアンテナに相当するインダクタンスの向きを90度変えました。このキットでは、周波数の異なる2つのバンドを受信するため、インダクタンスとループ状のプリントパターンが用意されています。説明書では、アンテナ同士の向きが90度になるよう指示があります。おそらく、アンテナ同士の干渉を避ける目的だと予想したので、干渉が発生しても電磁波の方向を特定できるように向きを変更しました。

実際に使ってみると、ゲイン調整の半固定抵抗を最大感度にした状態で、平常時＝LED1個点灯、電磁波ノイズが来ている時＝LED2個点灯、となりました。

キットの説明書には、検出周波数帯として高域300MHz〜3GHz、低域300Hz〜10kHzとあります。キットの電源を入れて、インバーター式の蛍光灯に近づくと、LED1個点灯から5個点灯までなめらかに変化します。

測定範囲外

共立のキットが反応しない状態でも、マイコンが誤動作したり、耳鳴りなどの自覚症状が出ることがあります。おそらく、10kHz〜300MHzの不感帯を利用しているのでしょう。 LPC4330-XplorerのCPUクロックは204MHz、水晶の原発信は12MHzです。

遮蔽

数十kHzの電磁波であれば、アルミフォイルで遮断できます。強い時には、オーディオ・アクセサリーとして売っている鉛のシートも使えます。アンテナと遮蔽体の位置関係を変えてみることで、電磁波が来る方向を探ることもできます。

2.4GHzは厄介です。回折か反射かはわかりませんが、回りこむのでアルミフォイルや鉛が役に立ちません。アルミフォイルでは、凹凸の凸部分で放電も発生します。オーディオレコーダーで数十kHzの信号を検出しているのに、アルミフォイルや鉛シートで遮蔽できない時もあります。おそらく、2.4GHzを数十kHzで変調しているのでしょう。 2.4GHzは水が高い効率で吸収してくれるのですが、自室にいる時に体の周囲全体を水で覆うことはできません。

2017年9月3日初出

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