JIS F 0812:2006 船舶の航海と無線通信機器及びシステム―一般要求事項―試験方法及び試験結果要件 | ページ 12

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F 0812 : 2006 (IEC 60945 : 2002)
B.3 高温高湿 大気中の水蒸気の量は,空気の湿度で表される。絶対湿度は,単位体積当たりの水分の質
量で表現され,完全に飽和状態にある空気の場合,気温によって変化する,すなわち−20 ℃での1 g/m3
から55 ℃での100 g/m3まで変化する。相対湿度(RH)は,規定体積に存在する水分質量と同じ温度で飽
和させるのに必要とする水分質量の比で表される。気中の水蒸気の存在は,空気の熱及び電気的性質を変
化させる。とりわけ,湿気のある空気が冷やされた場合,最終的には“露点”温度に到達し,液体として
の水が装置表面に付着する。
  外気温度と湿度に関するデータは長年にわたり世界中で収集され統計的に処理されており,その例は
IEC 60721-2-1(温度及び湿度)に記載されている。95%を超える相対湿度について記録された極端な数値
は,2437 ℃の間であり,絶対湿度は24 ℃で20 g/m3及び37 ℃で40 g/m3である。温度37 ℃は,温暖
高湿の安定した天候時に起こる。
  したがって,本体の8.では,換気されている環境で動作する装置に対する代表的な試験温度は相対湿度
95%で40 ℃としている。
B.4 低温 米国海軍の資料“世界の海洋気候地図”第VII巻によれば,冬季の極地帯における最低気温は
−50 ℃である。しかしながら,そのような低温では海は常時凍結しているので,船は通常航行しない。海
水は約−1.8 ℃で凍り,低い気温は季節的な結氷を生じ,その多くは定着氷であり,冬季に成長し夏季に
分裂し,又は融解する。定着氷が到達する最大厚さは,冬季の気温が−1.8 ℃以下に下がる日数によって
決まる。夏季には航行を可能にする程に氷が薄くなる。北極圏にある北方航路などの主要航路上で,航路
が開かれている間に経験し得る最低気温は−25 ℃である。
  したがって,本体の8.では,そのような天候にさらされているときに動作する装置に対する代表的な試
験温度は−25 ℃で,保存温度は−30 ℃としている。天候から保護されている装置は,そのような低温を
経験することはなく,IEC 60721-3-6では最低温度でも+5 ℃としているが,この規格では,操船不能とな
った船でも動作を開始することが要求される極めて重要な航法装置及び無線通信装置を対象としているの
で,本体の8.では,防護形装置に対しては−15 ℃を,携帯形装置(救命用)に対しては−20 ℃を要求す
る。
B.5 振動 船は異なった周波数帯で3種類の特徴ある運動をする。約1 Hz未満では船は,サージ(うね
り),スエー(横流れ),ヒーブ(上下動)の平行移動成分及びローリング,ピッチング並びにヨーイング
の回転成分を生じる規則的な海の影響を受ける。これらの運動の振幅は,大きいこともあるが,装置本来
の共振点はもっと高い周波数にあるので,その運動から来る加速度は極めて小さいので電子装置には重要
な影響はない。したがって,この規格では,このような低い周波数での妨害は取り上げない。ただし,そ
のような妨害がある種の安定化アンテナの性能に影響することには注意を払うべきである。
  約1 Hzより高い周波数では船は,自船のプロペラやエンジンによる船体の振動の影響を受ける。最も大
きな発生源は,60 r/minで回転しているプロペラシャフトで,これが1 Hzの基本の妨害を発生する。次に
考えられるのはプロペラであろう。例えば,3翼のプロペラは3 Hzの基本の妨害を発生する。それらによ
って倍音が発生する。このような振動は垂直振動が大部分である。
  13 Hzよりも高い周波数では,不規則な海で発生する“スラミング”によって振動が船体に誘導される。
これによる振動は水平振動が大部分である。
  700130 000 GTの各種船舶の船橋付近で測定したところ,約13.2 Hzまでの周波数では振動の振幅は+
1 mm止まりで,13.2100 Hz当たりまでの周波数では7 m/s2までであった。本体の8.ではこれらの数字を
採用した。

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                          附属書C(参考)船舶のEMC要件
  この附属書は,本体及び附属書(規定)に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではない。
C.1 序文 船上でのEMC環境は,この規格の適用範囲でカバーされる装置のファミリー製品の規格も含
めることを正当化するため,他のEMC環境とは大きく異なっている。船は,電力周波数で大電力を消費
する推進機,操船及び積荷のための機械類を搭載している。また,航法装置,通信装置及び上記機械類に
付随した制御装置も搭載されている。船上で使われる無線周波数は,ロランの90 kHzレーダの9 GHzま
での広範囲にわたっている。船橋には無線航法装置,無線通信装置及び機関制御装置などが特に密集して
おり,すべてが同時に作動しなければならない。
  しかしながら船外の環境は,少なくともEMCの観点から見れば,干渉信号を発生する電力や通信ケー
ブルが船に接続されていないため,船上の環境と対比すれば,優しいといえる。また,放射干渉源から十
分離されている。 船のシステムの多くが実際に動作していないとか運用を認められない港湾においてさえ,
住宅,商工業の環境から500 m以内の距離ということは又は,無線送信局からも1 kmは離れている。し
たがって,妨害放射源及び干渉に対し最小限の不感受性を備えた装置は,いずれも船自体に搭載されてお
り,EMCに関してある程度まで制御可能である。
  船上での主たる妨害の発生源は自船の無線送信装置であり,最も影響を受けやすい装置は同じく自船の
受信装置である。この規格では,これらの無線装置が通常船に備えられた電源で同時に動作できるような
放射及びイミュニティの限界を規定するものである。 他の船上装置も同じ限界に適合させることによって,
要求がそれ程厳しくないので同じく適合され得ることである。
  航海用として船上に搭載する無線装置の基本特性を附属書C表C.1に示す。
                               附属書C表C.1 無線装置の基本特性
            周波数帯                   装置                 受信感度           送信出力
      90 kHz110 kHz          ロラン受信機              20 V/m              受信だけ
      283.5 kHz315 kHz       航法ディファレンシャル補正5 V/m               受信だけ
      (315 kHz325 kHz 米国
      だけ)
      415 kHz535 kHz         MF無線電信                50 V/m              150 W
      490 kHz,518 kHz       NAVTEX                    2 V e.m.f.          受信だけ
      1 602 kHz3 800 kHz     MF無線電話                25 V/m              400 Wp.e.p.
      4 MHz27.5 MHz          HF無線電信/無線電話       25 V/m              1 500 Wp.e.p.
      121.5MHz243 MHz        EPIRB/ELT                 送信専用            0.5 W
      156 MHz165 MHz         VHF無線電話               2 V e.m.f.          25 W
      406.025 MHz            COSPAS-SARSAT EPIRB       送信だけ            5W
      1 525 MHz1 544 MHz     インマルサット            0.03 V (−167 dBW)  受信だけ
      1 575.42±1.023 MHz    GPS受信機                 0.07 V (−167 dBW)  受信だけ
      1 602 MHz1 615 MHz     GLONASS受信機             0.07 V (−160 dBW)  受信だけ
      1 626.5MHz1 646.5 MHz  インマルサット            送信専用            25 W
      2.9 GHz3.1 GHz         Sバンドレーダ             1.4 V (−134 dBW)   25 kWピーク
      9.3 GHz9.5 GHz         Xバンドレーダ             1.4 V (−134 dBW)   25 kWピーク
      9.3 GHz9.5 GHz         SART                      −80 dBW            400 mW

――――― [JIS F 0812 pdf 57] ―――――

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C.2 放射 この規格では2種類の放射,すなわち,電源に伝導されるものと装置きょう(筐)体から放射
されるものを取り上げる。これらの代表的な放射源として,スイッチング電源での発振とマイクロプロセ
ッサ回路のクロック発振器がある。
  この規格では無線機から発生するもの及びアンテナから放射される放射については,考慮しない。無線
機はスプリアス放射として知られる不要放射を放射する。これら不要放射に関する要求事項は関連する装
置規格で定められる。
  一般に,不要放射は,この規格で考慮されている放射性放射より大きな出力が許容されている。国際電
気通信連合(ITU)の海事周波数割当計画で考慮されているように,これが船上での両立性を阻害するこ
とはない。さらに,この規格のイミュニティ要件は,より大きな意図的にアンテナから放射される無線電
界で,装置が動作することを確認するものである。
  以上の結果から,一般に,放射試験中に無線送信機の送信をしてはならない。送信機に使用される非放
射性負荷からのストレー放射だけが限界を超える唯一のものと思われる。
  放射の限界は,CISPR 16-1によって決定されている値と試験方法に基づくものである。
C.2.1 伝導性放射 伝導性放射は,船の無線装置が伝導による放射の問題を起こす周波数である10 kHz
30 MHzまでの周波数範囲に対して電源ポートでの限界を決めている。限界は本体の9.2に規定する。そ
の許容レベルは,装置の多数のユニットを同じ電源に接続することを可能にしている電源ポートに対する
イミュニティ限界に比べて小さくなっている。
C.2.2 放射性放射 放射性放射の限界は船上の無線受信機を保護するためのものである。限界は9.3に定
めているように,3 mの距離で測定して54 dBV/mとする。これ以外に幾つかの考慮すべき点がある。
  船舶の外部にある受信装置は物理的に離れていることから,これらの放射からの影響を受けにくい。し
かしながら,調査を要する外部受信機の重要な装置の一つとして,非常用位置指示無線標識(EPIRB)か
らの信号を受信するように設計されているCOSPAS/SARSATが運営する衛星に搭載されている受信機であ
る。地表から安全に送信されて,衛星の動作に干渉しないであろう出力は,121.5 MHz及び243 MHzでは
1 mW で406 MHzでは0.1 mWである。 3 mでの限界値54 dBV/m (500 V/m) は送信電力75 nWに対応し,
これ等の周波数では特別な措置を講じる必要はないものと思える。
  30 MHz未満では,0.530 MHz帯で動作する通信用受信機及びそれよりも低い周波数の航海受信機を搭
載していることがある。しかしながら,増え続ける宇宙と大気雑音の影響で,低周波での使用できる信号
電界強度は増加する。ゆえに,効果は測定用受信機の帯域幅の変化で図上幾分あいまいであることが認め
られるが,これら低周波での限界値を緩和することが,図4に示すとおり可能である。
  30 MHz以上に関しては,すべての船には156165 MHzでのVHF受信機を搭載している。VHF帯につ
いては,IMOは2 V e.m.f.の受信感度を要求しており,これはアンテナでの電界強度3 V/mに相当する。
ブリッジとVHFアンテナとの間の代表的な距離である15 mの場合,3 mのところでの自由空間の電界強
度は15 V/m (23.5 dBV/m)で,アンテナの位置では3 V/m となる。したがって,厳格な制限がVHF通
信には要求される(図4)。
  UHF帯では,船舶は430450 MHzの受信機(船上UHF)及び900 MHz付近で動作する受信機(セル
ラー電話)を搭載している場合が多い。これらはIMOの要件にはなく,また,これらの周波数帯には遭難
安全周波数も存在しない。430450 MHzの船上での使用は,船上で完全に操作できる状態にあり,干渉
問題が出てきた場合には局部的な対策で十分なため,その帯域に対する特別な保護は必要ないと見なすこ
とができる。セルラー電話については干渉が制限された環境での使用を目的として設計されており,特別
な保護を必要としない。

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  1 GHz以上では船舶は,1 5251 544 MHzのインマルサット,1 575.42±1.023 MHzのGPS及び1 602 MHz
 1 615 MHzのGLONASSの受信機を搭載している可能性がある。1 525 MHz1 544 MHz帯ではGMDSS
の遭難安全用に使用されている。同様に全世界的航法衛星システム(GNSS)がIMOの搭載要件となるか
ら,1 575.42 MHz付近及び1 6021 615 MHz帯も特別な保護が必要である。この第4版では,限界値を2
GHzまで延長して9.3に規定する。
  2 GHz以上では船舶は,3 GHzと9 GHzでのレーダの受信装置を搭載している。これらはEMC問題の
形跡も見られない非常に指向性の高いアンテナをもった特殊な受信装置であり,2 GHzより高い周波数で
の放射を試験する必要はない。
C.3 イミュニティ この規格では,船上の送信機アンテナからの直接的又は接続ケーブルでの誘導信号と
しての放射信号の影響,船の電源から誘導する正弦波妨害及び過渡的妨害の影響,及び静電放電の影響か
らのイミュニティについて考察する。
  異なる形式の船12隻のブリッジ及びその周りで行った電界強度の測定結果を附属書C表C.2に示す。
測定結果によれば,平均的にはある程度の遮へい効果が上部甲板構造で得られるものの,電界のピーク値
はブリッジの内部,周辺,外部でほとんど差のないことを示している。したがって,この版では装備場所
では区別しないで,イミュニティの要求レベルをMF/HF(0.5 MHz30 MHz)で100 V/mと想定している。
                      附属書C表C.2 船の送信機が発生する船上での電界強度
                              MF/HF                    VHF                 携帯形装置
                               V/m                     V/m                    V/m
     ブリッジ内                0−80                    1                      10
                              平均 17
     ブリッジウイング         4−100                    1                      10
                              平均 27
     甲板上                    8−75                    1                      10
                              平均 37
  VHFでは船に装備されている送信機からの電界は非常に小さく,普通1 V/mを超えるものではないが,
携帯形送信機ではより強力な電界を発生する。最近では,携帯形送信機はブリッジの内外で広く使用され
ているので,携帯形VHF送信機での適切なイミュニティレベルとして10 V/m を採用する。
  さらに,船の長さ20 m以下の主に非金属製コマーシャルボート22隻での測定では,MF/HF帯で電界強
度は4 V/m110 V/mで,平均で51 V/mの結果であった。VHFでの電界強度は1 V/mを超えることはなか
った。したがって,上記イミュニティ要件は小形船舶に対しても適用できる。
C.3.1 低周波数での伝導性干渉 この規格の前版では,周波数範囲50 Hz10 kHzにわたって,交流電源
のハーモニックレベル及び直流電源の発電機のリップルに基づいた試験レベルで電源ポートに電圧を差動
的に加えるイミュニティ試験を規定していた。その後の経験によれば,この規格の適用範囲に入る電子装
置は,装置内部で交流から直流に変換しているために,電源の高調波の効果に対して優れた不感受性をも
っている。さらに,直流電源の場合は,交流発電機のリップルに非常に強い蓄電池を採用している。その
結果この規格では,伝導性低周波干渉についての試験を含めていない。
C.3.2 無線周波数での伝導性干渉 この規格の前版では,周波数範囲10 kHz80 MHzにわたって装置の
すべてのポートに電圧を差動的に加えるイミュニティ試験を規定していたが,この規格ではIEC 61000-4-6
の試験方法との整合性を更に図り,オメガ航法システムが最早運用を停止してしまっていることに注目し
て,周波数範囲を150 kHz80 MHzに限定する。

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  3 V r.m.s. の試験レベルを,150 kHz80 MHzまでの周波数範囲にわたり採用している。ただし,船の
MF/HFの送信では100 V/mの電界も発生するので,更に高い試験レベルをシミュレートすべきと思われる。
一方,入射電界強度と試験レベルとの間の関係は更に検討の必要があるが,取りあえず経験に基づき10 V
r.m.s. の試験レベルを規定しているスポット周波数に適用する。
C.3.3 放射による干渉 この規格の前版では,装置のきょう(筐)体に周波数範囲80 MHz1 GHzのRF
電界を加えるイミュニティ試験を含んでいた。低い周波数でのRF電界に対するイミュニティ試験は本体
の10.2の伝導性イミュニティ試験に含まれている。この版では,インマルサット装置の使用の増加及びそ
れ以外の移動用衛星装置の使用増加を考慮に入れ,上限周波数を2 GHzまで引き上げる。携帯形無線機を
シミュレートするため電界強度10 V/mはそのままとする。
C.3.4 電源のトランジェント ファストトランジェントに対するイミュニティ試験を,本体の10.5に規定
する。船の電源で見受けられる実際の妨害については更に検討する必要がある。取りあえず暫定的に,船
内配線のケーブル間で起こり得るカップリングを反映するために,電源ポートに対しては2 kVを,信号と
制御ポートに対しては1 kVを採用する。 サイリスタスイッチングによって発生し得る妨害をシミュレー
トするために,スロートランジェント試験を本体の10.6に追加している。スロートランジェントが電源ラ
インから信号と制御ラインに結合するとは考えられないので,この試験は電源ポートに限定する。現実的
な数字として1パルス/分の繰返し周波数を規定した。雷によるサージは,これを船内に伝導する外部ケ
ーブルは存在しないということから考慮していない。
C.3.5 電源の変動と故障 船の電源は負荷の変動に反応する経験から,電源の短期的変動についての試験
を本体の10.7に規定する。60秒間の電源中断試験が本体の10.8に規定されているが,これは主電源と非
常用電源との間の切替えに対するIMO仕様に基づくものである。現時点ではこれ以上の試験は必要ないと
考えられ,船内電源における実際の妨害に関する検討は,保留にしておく。
C.3.6 静電放電 船の静電放電によって起こり得る問題をシミュレートするため,IEC 61000-4-2による
試験を採用している。

――――― [JIS F 0812 pdf 60] ―――――

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