Photonic Edge 株式会社フォトニック・エッジ EN
SOLUTION / MEASUREMENT SERVICE

電場可視化評価

当社独自のEOセンサプローブで被測定対象の電場を直接プロービングし、空間の振幅・位相の分布を実測で「見える化」します。マイクロ波からテラヘルツ帯まで(1GHz〜330GHz)帯域に縛られず、車載ミリ波レーダー向け透過材の評価にも、メタサーフェスなど複雑な反射・散乱場の評価にも、アンテナ近傍界測定にも使える汎用的な計測技術です。装置販売・受託計測など、お客様のシーンに合わせてご提供します。

振幅・位相の分布を実測1GHz〜330GHz(テラヘルツ帯まで)装置販売・受託計測
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電場可視化とは

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電場の振幅・位相分布を実測で「見える化」

アンテナやデバイスの周囲の空間で電場をプロービングし、振幅と位相の分布をマップとして取得します。シミュレーションで得られるのと同じ形式の電場情報が「実物」から得られるため、電波がどこへ・どのように伝わっているかを直接確かめることができます。シミュレーションでは解くことが困難な問題や、複雑な反射・散乱場の評価に適しています。

ホーンアンテナから放射された電場の3次元可視化例:振幅分布(左)と位相分布(右)
ホーンアンテナ放射場の可視化例。振幅分布(左)と位相分布(右)が空間のマップとして得られます。
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独自のEOセンサプローブによる超低侵襲プロービング

EOセンサプローブの素子にはEO結晶(非線形光学結晶)を用います。金属を含まない光ファイバー型の小型プローブのため、測定対象の電場をほとんど乱さずにプロービングでき、数百GHzまでの低侵襲測定が可能です。

  • プローブがアクセスできる場所なら測定可能
  • 透過部品の透過場だけでなく、反射場も直接測定可能
  • 低擾乱のため、近傍界から遠方界への演算も正確
EOセンサプローブの構造:光ファイバーの先端にEO結晶を備えた金属レスの小型プローブ
EOセンサプローブの構造。光ファイバーの先端にEO結晶を備えます(金属レス)。
送信アンテナ 入射波 DUT(透過材・反射板など) EOセンサプローブ(透過場) EOセンサプローブ(反射場) 反射波 EO計測システム 振幅・位相を検出 光ファイバー(金属レス) 金属を含まない小型プローブが電場をほとんど乱さないため、DUT近傍でも正確な振幅・位相分布が得られます。

EOセンサプローブによる電場計測の概念図

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マイクロ波からテラヘルツ帯まで(1GHz〜330GHz)

特定の周波数帯に限定されない汎用的な計測技術です。車載ミリ波レーダー帯(76〜81GHz)はもちろん、5G/6Gやメタサーフェスで使われる28GHz帯、テラヘルツ帯の応用まで、同じ枠組みで電場を可視化できます。

1GHz 10GHz 100GHz 330GHz 5G・メタサーフェス 28GHz 車載レーダー 76〜81GHz テラヘルツ帯 対応帯域 1GHz〜330GHz

対応周波数帯域のイメージ

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評価事例・応用

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シミュレーションとの突き合せ

右図は、76.5GHzのゲインホーンアンテナの開口面を計測し、シミュレーションと比較した事例です。ミリ波帯でも、シミュレーションと同様の電場情報(振幅・位相)を実測で取得できます。基礎的な条件を実測とシミュレーションとで突き合せることで、複雑な電場をシミュレーション解析する際の信頼性が向上し、解析自体の精度を高めることにも使えます。

76.5GHzゲインホーンアンテナ開口面の振幅・位相分布:実測とシミュレーションの比較
76.5GHz ゲインホーンアンテナ開口面の実測(左)とシミュレーション(右)の比較。振幅・位相ともよく一致しています。
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メタサーフェス反射板など、複雑な反射・散乱場の評価

右図は、28GHz帯のメタサーフェス反射板を計測した事例です。メタサーフェス反射板は人工的に異常反射をさせる設計をしており、この事例では入射角に対して30°方向へ電波が反射しています。対象物近傍の電界強度(振幅・位相)と、電磁波が伝搬していく様子の両方が実測で見えるため、「実際にどの角度へ・どれほど反射しているか」を確認でき、設計評価・フィードバックのツールとして最適です。

乱雑な反射面まわりの散乱場を、測定系の写真に重畳して可視化した計測事例
複雑な反射・散乱場の計測事例。乱雑な反射面のまわりで乱れた電場も、そのまま可視化できます。
28GHz帯メタサーフェス反射板の計測例:近傍の電界強度分布と、30°方向へ反射して伝搬する電磁波の合成像
28GHz帯メタサーフェス反射板の計測例。①対象物近傍の電界強度と、②30°方向へ反射・伝搬する様子が実測で確認できます。
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車載レーダー向け透過材の乱れ評価

レドーム・エンブレム・バンパーなどの透過材を通過した後の電場の乱れや回り込みを、電場レベルで直接可視化できます。透過材がレーダーの角度誤検知の要因とならないかの評価や、SoCレーダーによる性能評価誘電特性評価で見つかった異常の原因把握と組み合わせて使えます。

測定系の写真に実測した電場分布を重畳した可視化例
測定系の写真に実測した電場分布を重畳した可視化例。想定外の乱れ・回り込みの発生箇所が一目で分かります。
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応用:アンテナ近傍界測定

低擾乱のEOセンサプローブはアンテナ近傍の電界計測にも使えます。近傍界を乱さずに振幅・位相を取得できるため、近傍界から遠方界への演算(近傍界—遠方界変換)を正しく行うことができ、放射パターン評価にも応用できます。

アンテナ開口面近傍の振幅・位相分布の計測例
アンテナ開口面近傍の振幅(左)・位相(右)分布の計測例。
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ご提供形態

装置販売、受託計測など、お客様のシーンに合わせてご対応・ご提供します。

  • 受託計測(サンプルをお送りいただく形、当社での立ち会い計測)
  • 計測装置・治具を含めた評価システムの構築・納入
  • 「センシングが可能か?」という基礎検討段階からの対応

高周波関連に関するお困り事は、ぜひ当社にご相談ください。

受託研究・開発(業務委託)、計測装置の開発・製造、ソフトウェア開発、共同研究など、形態を問わず対応します。

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