杉浦さんを偲んで

杉浦さんを偲んで

2020年7月

篠塚 隆

2020年6月19日に杉浦さんの訃報(2020年5月6日逝去)を知りました.闘病中であり,予期されていたとはいえ非常に残念で,しばらく何もする気が起きませんでした.

私はNICTの前身電波研究所(RRL)に昭和40年(1965)に入所しました.杉浦さんは私より3年後の1968年にRRLに入所されました.つまり,私の方が入所年次では3年先輩です.当時,私はRRL労働組合青年部の部長(文化レクレーション担当部長だったかもしれない)で,杉浦さんは文化レク担当部員でした.私と杉浦さんとの関係でこの2件だけが,唯一,自慢できることです.それ以外は常に杉浦さんの指導を受け,後を追いかけていました.当時の青年部文化レク担当部の主な任務は,例年行われたダンスパーティーを成功されることで,杉浦さんは隣の学芸大学の女子学生さん達を集めることを喜々として活動していたことが思い出されます.

私は,RRL入所以来,超高周波研究室,電波気象研究室,鹿島支所1研,第1衛星計測研究室,科技庁出向,電磁波利用研究室を経て,1987年に、杉浦さんが室長をしていた「電磁環境研究室」に配属されました.それ以来,EMCの世界で杉浦さんの指導を受けてきました.当時の「電磁環境研究室」には山中幸雄さん,西方敦博さん(現東工大),さらに学芸大学から研修にきていた女子研修生がおり,杉浦さんを中心に輪講を行うなど学究的な雰囲気で,よく勉強していました.私もEMCの基本である「電磁気学」を改めて勉強し直しました.

杉浦さんがRRLに入所した当時,RRLから宇宙開発事業団(NASDA)に20数名が(片道)出向する人事異動事件がありました.杉浦さんは当時衛星関連の研究室でしたがその難を逃れることができ,1969年から「標準測定研究室」(宮島貞光室長)に配属になり,そこでCISPR(国際無線障害特別委員会)の仕事を手伝うようになりました.杉浦さんは回顧録で,「当時の仕事は,野外炎天下での測定にも時々駆り出され,私にはつまらないテーマに思え,全てが嫌で,室長とは余り話もせず,部長に所属替えを何度も頼んだがダメで,この研究室に塩漬けにされた.生来,私は病弱だったので,公務員をクビにならない方策,すなわち研究所にとって必要不可欠な仕事を探していた.そこで当時「公害」が社会問題になっていたので,「電波の公害」を取り扱うことに気付き,電波環境問題を扱う研究室の創設を研究所幹部に願い出た.その結果,1983年に「電磁環境研究室」が発足し,私が初代室長になった.」と振り返っています.

杉浦さんの業績は,電磁環境の問題を学問として取り組み,その研究成果を学問分野だけでなく,産業界の製造販売行動指針である国際規格(CISPR規格),さらに,電波行政への反映に貢献されたことだと思っています.杉浦さんは「CISPR規格は,主に産業界の技術者が経験に基づいて開発したものが多いため,学問的な裏付けがあるものは殆ど無い.換言すれば,研究テーマの宝庫だ」と,常々言っていました.

杉浦さんは,CISPR規格の研究として先ず手始めに,妨害波測定器の計算機シミュレーションを行いCISPR妨害波測定器のパルス応答規格の妥当性を検証し,電波技術審議会作業班で大いに評価されたそうです.その後,1979年のCISPRハーグ会議に初めて出席して以来,日本のCISPR活動を牽引されてきました.杉浦さんは,CISPR会議に参加する度に技術文書を提出されていました.杉浦さんは,1980年代は国際規格文書CISPR 16-1-1の妨害波測定器,1990年代はCISPR 16-1-4のサイトアッテネーション,2000年代はCISPR 16-1-6のアンテナ校正,2010年代はCISPR 16-1-2の30MHz以下の妨害波測定法に関する技術文書を寄与し,これらの技術文書がCISPR規格に反映されています.また,アンテナ校正に関してはプロジェクトリーダーの重責も担ってきました.もちろん,これらの国際規格案提案のもととなる学術成果は研究論文になっています.

私は,1990年のCISPRヨーク会議からCISPR会議に杉浦さんと共に参加しました.この時私がCISPR会議で提出した技術文書は,30MHz以下の妨害波を2mのループアンテナで妨害波発生機器を囲んで測定するラージループアンテナ測定法とその許容値に関するものでした.このテーマは私が電磁環境研究室に配属になって数年後に杉浦さんから頂いたテーマでした.このテーマは,かなり難解なテーマで杉浦さんが自ら取り組もうと暖めていたテーマのようでした.私は,それまでいい加減に勉強してきた電磁波工学の基礎勉強を真面目に再勉強し直すと共に,同僚の西方さんのアドバイスを得て論文に仕上げることができました.そして,当時CISPRが検討課題としていたラージループアンテナ測定法と許容値に関するCISPR規格に寄与することができました.杉浦さんには大変貴重なテーマを与えていただき,感謝の念に堪えません.

私も数多くのCISPR会議に参加させて貰いましたが,私のデビュー会議であったヨーク会議は,これまでのCISPR会議の中で最も質素な会議でした.会議会場は英国/ヨーク大学,宿泊施設は学生寮で共同風呂,バンケットは学生食堂でした.私は初めてのCISPR会議でもあり,それ以前の外国生活で立派なホテルに泊まったことなど無かったので,特に不便は感じませんでしたが,杉浦さんには,学生寮に寝泊まりするのは耐えられなかったようで,外国からの参加者や他の日本からの参加者等とともに直ぐに街中のホテルに移動してしまいました.

添付の写真は2005年に南アフリカ/ケープタウンで開催されたCISPR会議の模様です.杉浦さん(当時:東北大学)は「アンテナ校正」,山中さんは「 EMCフィルタの特性測定法」,私は「APD(振幅確率密度)測定機能のCISPR測定器への導入」というテーマで,それぞれ,プロジェクトリーダーを務めていました.これらのプロジェクトの成果は,CISPR Publication 16シリーズ,CISPR Publication 17の発行に反映されました.

私は,1996年11月から約4年間,仙台に設立された「株式会社環境電磁技術研究所」(社長:佐藤利三郎先生)に出向しました.この研究所は株式会社/TAO/NICTと母体と名称を変えては来ましたが、10余年に亘って日本のEMC研究の一翼を担って大きな成果を上げてきました.この研究所発足に関しては杉浦さんも絡んでいたようでした.環境電磁技術研究所が発足する1~2年ほど前に、新研究所の設立準備をされていた方々(SONY/伊藤さん.TDK/石野さん:いずれも杉浦さんの友人)が、私の研究室(CRL/電磁環境研究室)を訪ねてきました.そのとき私は、CRLで取り組んでいた「GHz帯のデジタル通信に対応したEMC問題」について、お話ししました.その1~2年後に、私がしゃべった内容について、私自身が仙台に行って研究をすることになるとは想像もしていませんでした.私が仙台の研究所に出向することがほぼ決まり,処遇(給料)についての打ち合わせのため仙台に行きました.あらかじめ入手していた情報から出向すれば給料が上がると期待していたのですが,提示された給料は当時CRLで得ていた給与(1千万円に届かない)より下がると言われました.私は研究所設立に関する大蔵省への予算説明書では部長の給与は1千万を超えていること,さらにCRLでの給与明細を見せて現在の給与より減額するのは納得できないことを述べて帰ってきました,そしてすぐに,杉浦さんに相談しました.杉浦さんはすぐさま,当時似たような研究所の石川嘉彦さん(社長?)に相談されたようでした.結局,私の給料は,大蔵省への予算説明書通りにはならなかったものの1千万円を超えることになり,気持ちよく仙台に行くことができました.杉浦さんには感謝の念に堪えません.

私は,仙台の研究所で後にCISPR規格に採用させたAPD測定器の開発研究をしました.その研究所は「株式会社」ですから,当然,研究成果で収益を上げなければなりません.そこで我々が開発したAPD測定器を東北大学/杉浦研究室に購入していただきました.わずかなお金ですが,研究成果で現実的な収益を得た実績を上げることができ,研究所に貢献することができました.杉浦さんには感謝の念に堪えません.

ところで,APD測定に関しては,杉浦さんのAPDに関する研究経歴が密接に関与しています.私のAPD測定器構想は,杉浦さん等が従来行っていたカウンター方式を杉浦さん等の時代と比べものにならなく発展したデジタル技術を使ってRAMメモリインクリメント方式にして,高速・廉価で実現させたものです.その結果,CISPR規格に採用され,妨害波測定に使用するスペアナの1機能として実装されるようになりました.

以下に紹介する杉浦さんからのメールは,若かりし頃の杉浦さんが心血を注いでAPD測定器の開発をしていたことがわかります.

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From:     Akira SUGIURA

To:       松本さん, 渡辺さん, 石上さん

Cc:       山中さん, 藤井さん, 篠塚さん, 後藤さん

Subject:  APD第1号機の写真 NICT/EMC研究の歴史

皆さん

昨日からEMCJ 2011.06の発表用OHPを作っていましたが、突然、APD測定装置第1号機の写真が雑誌「電波時報」に載っていることに気付きました。

この写真は長年探していたのに見つから無かったので、大変喜んでいます。

右側の妨害波測定器のIF信号4.5 MHzを左側のAPD装置に入力し、初段のbuffer amp用ICで電力増幅して、11個の系列に分岐し、各系列の信号を電圧comparator ICでIF周波数の矩形パルスに変換し、その数を10桁カウンタで計数することによって時間率APDを求めます。

また、IF信号の相連なる矩形パルスをone-shot multivibrator ICで一個の長い矩形パルスに変換して、その個数を8桁カウンタで計数し、妨害波のパルス数NADを求めています。

これだけで、10進カウンタICが198個になります。このほか、教科書に書いてある様々なデジタルICを使ったので、全部で300個ぐらい使いました。 all ICの装置です。

この装置の特徴は、自動車用蓄電池で動作することです。また、測定結果の記録に、データレコーダ(磁気テープ)を用いました。欠点は、EMI対策をしていないため、クロック信号10 MHzの高調波が「じゃじゃ漏れ」だったことです。

33歳の時に、自分の将来を賭けて、命懸け!で作った装置です。お陰で、大御所の先生方に顔を知られるようになりました。 拝

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私がNICT後の再就職先のTELECを63歳で退職し,NICT/電磁環境研究室でCISPR関連の仕事を非常勤で手伝っていた頃,杉浦さんから「博士取得にチャレンジしないか」と誘われました.私は,それまで,博士を取得された方々を見てきましたが,私には縁のないものだと思っていました.しかし,NICT/TELEC時代と違って管理職等の雑用から解放され,収入はないが自分のために自由に勉強ができるチャンスだと考え,チャレンジしました.研究テーマは「30MHz以下の妨害波の測定法に関する研究」でした.研究テーマの対象はNICT時代に取り組んできた無線妨害波に加え,有線妨害波を扱う妨害波測定法も含んでいました.そこで,伝送線路理論,電磁波工学を勉強し直しました.この研究を行うことで,電磁気学の奥深さを再認識しました.私も古希を過ぎました.今から鑑みるとRRL,CRL,NICT,TELEC時代は,杉浦さんとさまざまなことに携わってきて,有意義な人生を送ってきたと思っています.しかし,杉浦さんに勧められて学位取得にチャレンジした5年有余は,現役時代に増して非常に有意義で充実した期間でした.おかげさまで学位を取得することができました.私の学位は,杉浦先生無しではあり得なく,先生との合作だと思っています.私のドクターチャレンジが,杉浦さんが病にもかかわらず研究生活をがんばれたことに寄与できたのであれば幸いです.

最後に,杉浦さんは,東北大学退職後も京都大学で精力的に研究活動に専念されました.その間,「病魔に冒され何度か研究を断念しそうになったそうですが、当初から計画していた研究テーマの殆どを遂行できた」と,所属した京都大学/和田研究室に以下のように報告しています.杉浦さんが,闘病中にも関わらず亡くなる寸前まで,研究に打ち込んでおられたことがわかります.

杉浦さんのご冥福をお祈りします.

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2020年2月25日改

京都大学における私の研究(報告)

京都大学大学院工学研究科電気工学専攻

電磁工学講座電磁回路工学分野

非常勤研究員  杉 浦  行

職種・在職期間

非常勤研究員

2012.10~2020.3: 7年6ヶ月間勤務  (東北大学在職期間7年4ヶ月(1999.12~2007.3)より長い)

研究成果

以下の研究について他の研究者と共同研究を行い、毎年1編以上の論文を発表した。

<研究対象>

杉浦は2002~2006年の間、我が国の高速電力線搬送通信設備(PLC)の電波法関連規則の策定に関わり、上記設備の妨害波源である電力線伝導コモンモード電流の発生と伝搬に興味を持った。そこでPLCに関するITU-R活動が一段落した2011年頃からこれに関する研究を開始し、次の論文をまとめた。

[0]          A. Sugiura and Y. Kami, “Generation and Propagation of Common-Mode Currents in a Balanced Two-Conductor Line,” IEEE Trans EMC, vol. 54, No. 2, pp. 466-473, Apr. 2012.

したがって、京都大学における研究成果の殆どは、平衡2線の負荷による線間結合、負荷の平衡/不平衡特性による信号電流(ディファレンシャルモード)と妨害波電流(コモンモード)間の相互変換およびコモンモード電流の影響と測定法に関わるものである。

(なお、上記の論文は著名なEMC研究者の下記の解説論文にも、モード変換の論文として引用されている。P. Degauque, I.S. Stievano, S.A. Pignari, V Degardin, F.G. Canavero, F. Gassi, and F.J. Cañete, “Power-Line Communication: Channel Characterization and Modeling for Transportation Systems,” IEEE vehicular technology magazine, pp. 28-37, June 2015.)

A  CISPR妨害波測定で使用する不平衡擬似回路網の研究

2012年CISPRバンコック会議においてNTT平澤徳仁氏から上記回路網に関する技術的相談を受けた。以後、平澤氏の御研究を支援した。論文[1]と論文[3]で提案した2個の回路網は、既に国際規格CISPR 32 ed.2.1 (2019.12)に新規回路網として紹介されている。

[1]          N. Hirasawa, Y. Akiyama, F. Amemiya, A. Sugiura, and Y. Kami, “A Design Method for the Asymmetric Artificial Network with an Asymmetrical Transformer”, IEEE Trans. on EMC, vol. 56, no. 4, pp. 903-911, Aug. 2014. (平澤氏が考案した不平衡トランス型擬似回路網の提案)

[2]          N. Hirasawa, K. Takaya, Y. Akiyama, F. Amemiya, A. Sugiura, and O. Wada, “Technical problems of the shunt-type asymmetric artificial network,” IEEE Trans. EMC, vol.58, no.5, pp.1526-1534, Oct. 2016. (これまでCISPR 32に掲載され世界中で使用されている擬似回路網の問題点を指摘)

[3]          T. Shinozuka, K. Fujii, A. Sugiura, and O. Wada, “Theoretical design of an improved shunt-type AAN,” IEICE Commun. Express, vol.6, no.1, pp.11-16, Jan. 2017.

(現在使用されている擬似回路網の欠点を克服した改良型回路網を提案)

B  篠塚隆氏の博士学位論文に関する研究 (東北大学2018.3: 主査:陳教授、曽根教授、石山教授)

長年、杉浦を支援して下さったNICT篠塚氏に対して、謝意を込めて篠塚氏の御研究を支援した。学位論文は上記の論文[3]のほか、以下の4編の論文および1992年の論文を骨格とする。

[4]          T. Shinozuka, K. Fujii, A. Sugiura, and O. Wada, “Influence of an AC-coaxial adapter on measurements of the AMN impedance,” IEICE Commun. Express, vol. 4, pp. 99-104, March 2015. (AC電源系の特性は平行2線系-同軸系の変換コネクタを接続して測定するが、この変換コネクタの寄生リアクタンスの影響を評価:CISPR 16-4-2関連)

[5]          T. Shinozuka, K. Fujii, A. Sugiura, and O. Wada, “Calibration methods for AC-coaxial adapter used in AMN impedance measurements,” IEEE Trans. EMC, vol.58, no.5, pp.1388-1397, Oct. 2016. (擬似電源回路網の特性測定における不確かさを評価;CISPR16-4-2関連)

[6]          篠塚隆, 藤井勝巳, 杉浦行, 和田修己, “LAS測定における供試装置の配置に関する理論的考察”, 信学論, Vol. J100-B, No.8, pp. 520-528, Aug. 2017. (磁界誘導電流測定用ループアンテナシステム.を用いる妨害波測定における電源線伝導コモンモード電流の影響を評価;CISPR16-1-4関連)

[7]          篠塚隆, 藤井勝巳, 杉浦行, 和田修己, “SパラメータによるV型擬似電源回路網の特性測定”, 信学論, Vol. J101-B, No.2, pp.170–178, Feb. 2018. (擬似電源回路網の特性をSパラメータで表現;CISPR16-1-2関連)

C  信号伝送系の受動回路素子の不平衡特性によるモード変換損失(LCL, TCL)の測定法の研究

イーサーネットなどの信号伝送系のEMCを御専門とする和田研究室・松嶋徹先生と共同研究した。

[8]          T. Matsushima, A. Sugiura, and O. Wada, “Differential/Common Mode Conversion Loss and LCL/TCL Measurement Methods,” IEEE Trans. EMC (Early Access Article), 2020. (受動回路素子のモード変換損(LCL/TCL)とミックスドモードSパラメータの関係を解明。さらにLCL/TCL測定法について、従来のITU-TやIEC規格等で規定されているバラン・トランス法の代わりに、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定法を新たに提案)

C  その他の研究

[9]          杉浦,久保田,藤井,篠塚,和田,“EV用無線電力伝送(WPT)システムの漏えい磁界の解析”,信学論,vol. J99-B, no.3, pp.135-143, March 2016. (CISPR/B/WG1/AHG4 議長のTELEC久保田文人氏からの依頼に基づく研究)

[10]        杉浦,藤井,”EMC 測定評価技術の研究開発—妨害波計測技術—”,信学論,Vol. J100–B, No. 9, pp. 593–601, Sept. 2017. (杉浦の過去のEMC計測に関する研究論文の解説)

情報通信審議会・情報通信技術分科会への貢献

2017.10~2019.4の間、上記分科会の電波利用環境委員会・高速電力線搬送通信設備作業班が開催され、PLC設備を三相三線方式電力線の屋内線・屋外線に装着することに関する技術的条件の審議が行われた。この審議に当たり杉浦は以下の技術資料を作成し、作業班の審議に貢献した。

資料14-2 電力線搬送通信設備に関する過去の審議概要

資料15-3 屋内三相電力線にPLC設備を設置した建物周辺の電磁界の変化-PLC動作時と非動作時の比較- (高速電力線通信推進協議会(PLC-J)資料15-2の測定結果より)

資料15-7 建物の外壁コンセントに接続できる広帯域電力線搬送通信設備(提案)

資料16-7 PLC装着2線に及ぼす第3線の影響

資料16-8 三相線PLC設備の漏えい電磁界

資料17-7 PLC装着2線に及ぼす第3線の影響(資料16-7の補遺)

資料17-8 屋内用PLC設備を設置した三相電力線の近傍磁界

資料17-9 屋外用PLC設備を設置した三相電力線の近傍磁界

資料17-10 鋼船内電力線のPLC設備による船舶周辺の電磁界の変化-PLC動作時と非動作時の比較- (高速電力線通信推進協議会(PLC-J)資料13-8, 16-6の測定結果より)

受理した経済的支援

A  寄付金

2013年度~2016年度、一般財団法人テレコムエンジニアリングセンター(TELEC)様から和田研究室に多額の御寄付を頂きました。

B  共同研究費

NTTネットワーク基盤技術研究所と和田研究室間の共同研究費を2015年度から数年間、増額して頂きました。

謝辞

(1) 杉浦を非常勤研究員として暖かく迎え入れ、居室を御用意下さった和田修己教授に心から感謝致します。また、ご支援下さった研究室スタッフの皆様や学生さんに感謝します。

(2) NTT平澤氏、NICT篠塚氏、京大・松嶋先生と一緒に研究することができ、大変勉強になりました。皆様に深謝します。また、研究を陰ながら御支援下さったNICTの皆様に感謝します。

(3) この間の研究活動は、TELEC様とNTTネットワーク基盤技術研究所様の経済的支援に非常に助けられました。ご支援下さったTELEC様及びNTTネットワーク基盤技術研究所様に深謝致します。お陰で高価な電磁界解析ソフトなどを購入することができました。

(4) 在職期間中、私は病魔に冒され何度か研究を断念しそうになりましたが、当初から計画していた研究テーマの殆どを遂行できました。神仏のお陰です。 なお、今後も体調が許す限り研究するつもりです。  以上

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