報告書番号

H08003

タイトル（和文）

パルス性電波雑音の発生源探査手法の検討

タイトル（英文）

A study on a source localization method for pulsed electromagnetic interference

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力設備では劣化がいしや金具の接触不良箇所において火花放電が発生し，急峻な電流が流れることによってパルス性の電波雑音（電磁波）が放射されることがある。この電波雑音は広帯域特性を有しており，広範囲の無線通信に対して電波障害を引き起こす可能性がある。電波障害を速やかに解消するには，電波雑音の発生源を効率的に探査して除去することが求められる。現状では，アンテナやマイクロホンの指向性を利用して手動で探査する機器が用いられるが，これらの探査機の性能は実用に耐えるレベルに至っていない。本報告では，電力設備におけるパルス性電波雑音の発生源探査について，現状技術を評価して上で適切な手法を選択し，その適用可能性を明らかにすることを目的とする。電波雑音や，信号である電波や音波の到来方向や発生源位置を推定する手法が幾つか提案されている。火花放電による電波雑音の発生源探査に適用された例としては到達時間差による手法のみである。しかし，送電線や変電所において複数の箇所で電波雑音が発生する場合に，電力線を特定できる程の精度（主に送電線を対象とすると，25 m ～ 40 m 程度離れた位置で 3° 程度の誤差）まで至っていない。これまでに提案された手法の中で部分空間法は複数の到来方向を対象として高分解能の推定を実現し，マルチパスなどによって発生するコヒーレント波に対しても有効な手法である。しかし，パルス性の電波雑音への適用が可能であるかは不明であったが，数値シミュレーションにより，複数のパルス性電波雑音を対象とする到来方向推定に部分空間法の適用が可能であることを示した。さらに，電波雑音源探査機の試作製作のために，熱雑音，センサ位置のずれ，アンテナと測定器を接続するケーブル長の不揃いによる推定精度への影響について数値シミュレーションにより検討を行った。

概要 （英文）

An electromagnetic interfering wave may be radiated from power equipment due to a spark discharge, which may occur at an unintended narrow gap between metal supports or deteriorated insulators. The electromagnetic interfering wave has a wide frequency band, and thus may interfare several types of communication system such as radio broadcasting, TV, and wireless LAN. To effectively remove electromagnetic interfering waves, it is necessary to localize the electromagnetic interference source or estimate the direction of its arrival. Conventional methods mainly employ information on the time difference of arrival obtained by several antennas. Although there is a possibility that multiple sources of electromagnetic interference may exist in power equipment, such conventional methods cannot take into account the existence of multiple sources.
Several methods have been developed to determine the direction of arrival of radio and acoustic signals by using an array of antennas. Among these methods, the signal subspace method can realize a higher resolution for direc-tion of arrival estimation. The signal subspace method utilizes an eigenstructure of the correlation matrix obtained from the receiving signals. In this report, we measure the electromagnetic wave radiated from a gap discharge with a dipole antenna and perform a numerical simulation on determining the direction of arrival of two electromagnetic waves by the signal subspace method. The electromagnetic waves are simulated on the basis of the measured result. The numerical simulation demonstrates the validity of applying the signal subspace method to determine the direction of arrival of electromagnetic interfering waves.

報告者

キーワード