電界強度計 – metoree本番管理

電界強度計とは

電界強度計 (英：field intensity meter) とは、電界の強さを測定する計器です。

主にラジオやテレビなどが受信する電波強度の測定や、電子機器が発生する電波の測定に使用されます。近年、電波を発する電子機器が多く利用されるようになっています。

電子機器同士の電波干渉や、電波の人体に対する影響のリスクが増加しているため、正確に電界強度を測定可能な電界強度計の必要性も高いです。

電界強度計は電波の強度を測定することが可能なため、電波を受信する機器の設置場所の調査や、電波を出力する機器の安全性の検査などの場合に使用されています。

電波を受信する機器の設置場所の調査では、テレビ放送を受信するためのアンテナを設置するための調査、及びテレビ放送の受信障害が発生している場合の調査に有用です。最近は、WiFi電波の強度の測定が増加しています。

電波を出力する機器の安全性の検査では、電波を発生する機器の電波干渉や、電磁界の生体安全性に対する防御指針・電波の人体に対する影響のリスクを軽減するための検査に利用されます。

電波の強さを測定する方法は、利得が分かっているアンテナに誘起された電圧を、電界強度計で測定することが一般的です。測定した値は、アンテナの実効長が1mのアンテナに換算し、単位を[dBμV/m]で表します。

電界強度計では用途によって測定方法に差があります。単に空間内の電波強度を測定するには、被測定機器に電界プローブを向け測定します。電界プローブは、EO変調素子 (電気光学変調素子) を使用して電波の強度を検出するのが一般的です。

電界が存在しない状態では、電界プローブに設けられた光源から入力された光は、光ファーバーを通過し、EO結晶で反射されます。そして、他の光ファイバーを通過し出力されます。

電荷が存在する場合、EO結晶は光の屈折率を変化させるので、出力される光は、入力された光とは異なる屈折率です。変調された光を、光検出器により強度情報に変換することで、電界強度計は電界の強さを測定します。

人体の電波吸収効率などを調べるには、被測定機器と電界プローブの間にファントムと呼ばれる装置を挟みこむ必要があります。

ファントムは、人体と等しい電気特性を持ちます。電界強度計の電界プローブは、光ファイバーとEO結晶、それを覆うガラス管から構成されます。EO結晶は、存在する電界により光の屈折率が変化するEO効果を有し、変調信号を検出するのは、光検出器です。

市販の安価な組み立てキットによる電界強度計と、メーカから販売されているものとの大きな違いは、性能や利便性、汎用性の大きな差です。例えば、廉価なキットの場合、表示はアナログの指針計です。

一方、メーカー品の電界強度計は、表示がカラー液晶であったり、得られたデータをメモリー保存出来たり、他の機器と通信接続が可能だったりします。したがって、どちらかと言えば電界強度計キットは、教育用や一時的に使用するものであると言えます。

最近ではWiFi信号の強度が、電界強度計アプリによって測定が可能になっています。ただし、その設定には少々注意が必要です。ワイヤレスネットワークを設定すると、殆ど網羅率は変わりません。

しかし、例えば家具や壁などを信号が通過する際に信号は弱められます。そのため、近場の他のワイヤレスネットによって引き起こされる干渉も同様です。WiFiはソースになるルータから遠ざかるにつれて徐々に弱くなります。

ユーザーが強力な信号を得られれば、速いページ読み込みが可能となり、瞬速ダウンロードが出来ます。必要な所でルータが強い信号を発信するには、ルータの適所を選んで、ベストな結果となる設定が大切です。

最近はルーター無線範囲の視覚地図を表示し、他のWiFiネットワークに関する情報やWiFi信号の電界強度を示すアプリがあります。無線ネットワークの信号強度を便利なヒートマップとして視覚化して、ルータ設置場所の決定を支援するものです。

参考文献
https://www.ntt.co.jp/journal/0606/files/jn200606021.pdf
https://www.leader.co.jp/recruit/company/product/
https://www.netspotapp.com/jp/best-apps-to-measure-wifi-signal-strength-windows.html
http://www10.plala.or.jp/suzulan/field_intensity_meter.htm</a