(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-15
(54)【発明の名称】磁気検出装置及び磁気検出方法
(51)【国際特許分類】
G01R 33/02 20060101AFI20231108BHJP
G01R 33/12 20060101ALI20231108BHJP
【ＦＩ】
G01R33/02 Z
G01R33/02 L
G01R33/12 Z
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020063695
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021162456
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-12-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100188307
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 昌宏
(74)【代理人】
【識別番号】100203264
【弁理士】
【氏名又は名称】塩川 未久
(72)【発明者】
【氏名】竹中 一馬
(72)【発明者】
【氏名】野口 直記
【審査官】島田 保
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－１５１５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８９９２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５２４９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４８６３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０６０５６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出装置と、磁性材を含む線状の第１導体を含む少なくとも１つの伝送線路を有する伝送線路セットと、を備え、
前記検出装置は、
前記伝送線路セットの一端の第１端から第１入射波としてのパルス信号を入力して、前記第１端から第１反射波を検出し、
前記伝送線路セットの他端の第２端から第２入射波としてのパルス信号を入力して、前記第２端から第２反射波を検出し、
前記第１反射波と前記第２反射波との合成に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出する、磁気検出装置。
【請求項2】
請求項１に記載の磁気検出装置であって、前記検出装置は、前記第１入射波を入力した時刻から前記第１反射波を検出した時刻までの時間に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の位置を検出する、磁気検出装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の磁気検出装置であって、前記少なくとも１つの伝送線路は、
誘電体と、第２導体と、をさらに含み、
同軸ケーブル、平行二線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路及び導波管の何れかである、磁気検出装置。
【請求項4】
請求項１から３までの何れか一項に記載の磁気検出装置であって、前記第１導体において磁性材が略均一に分布するか、又は、前記第１導体の導体表面に磁性材を含む磁性膜が形成されている、磁気検出装置。
【請求項5】
請求項１から４までの何れか一項に記載の磁気検出装置であって、前記少なくとも１つの伝送線路は、複数の前記第１導体を含む、磁気検出装置。
【請求項6】
請求項１から５までの何れか一項に記載の磁気検出装置であって、前記磁気検出装置は、前記少なくとも１つの伝送線路に、バイアス磁界を印加可能なコイルをさらに備える、磁気検出装置。
【請求項7】
請求項１から６までの何れか一項に記載の磁気検出装置であって、前記検出装置は、
第１時間に対する前記第１反射波の電圧を示す第１電圧データを取得し、前記第１時間は、前記第１入射波を入力した時刻から前記第１反射波を検出した時刻までの時間であり、
第２時間に対する前記第２反射波の電圧を示す第２電圧データを取得し、前記第２時間は、前記第２入射波を入力した時刻から前記第２反射波を検出した時刻までの時間であり、
前記第１電圧データ及び前記第２電圧データの一方を、パルス信号が前記伝送線路セットの中点と前記検出装置との間を往復する時間である基準時間を対称軸として、反転させることにより、合成データを取得し、
前記合成データに基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出する、磁気検出装置。
【請求項8】
請求項７に記載の磁気検出装置であって、前記伝送線路セットは、１つの前記伝送線路を含み、
前記第１端は、前記伝送線路セットの一端としての前記１つの伝送線路の一端に位置し、前記第２端は、前記伝送線路セットの他端としての前記１つの伝送線路の他端に位置し、
前記検出装置は、
前記第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して前記第１端に入力し、前記第１端から前記第１反射波を検出し、
掃引して入力された前記第１入射波の周波数毎に、前記第１入射波に対する前記第１反射波の反射率及び位相差を取得し、取得した前記第１入射波に対する前記第１反射波の反射率に基づいて第１反射率の周波数領域データを取得し、取得した前記第１入射波に対する前記第１反射波の位相差に基づいて第１位相差の周波数領域データを取得し、
前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、前記第１電圧データとしての前記第１反射波の時間領域データを取得し、
前記第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して前記第２端に入力し、前記第２端から前記第２反射波を検出し、
掃引して入力された前記第２入射波の周波数毎に、前記第２入射波に対する前記第２反射波の反射率及び位相差を取得し、取得した前記第２入射波に対する前記第２反射波の反射率に基づいて第２反射率の周波数領域データを取得し、取得した前記第２入射波に対する前記第２反射波の位相差に基づいて第２位相差の周波数領域データを取得し、
前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、前記第２電圧データとしての前記第２反射波の時間領域データを取得する、磁気検出装置。
【請求項9】
請求項８に記載の磁気検出装置であって、前記検出装置は、
前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換してインパルス応答として前記第１反射波の時間領域データを取得するか、又は、逆フーリエ変換された前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを積分してステップ応答として前記第１反射波の時間領域データを取得し、
前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換してインパルス応答として前記第２反射波の時間領域データを取得するか、又は、逆フーリエ変換された前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを積分してステップ応答として前記第２反射波の時間領域データを取得する、磁気検出装置。
【請求項10】
請求項１から７までの何れか一項に記載の磁気検出装置であって、前記伝送線路セットは、前記少なくとも１つの伝送線路として、第１伝送線路と第２伝送線路とを含み、前記第１伝送線路と前記第２伝送線路とは、平行に配置されており、
前記第１端は、前記伝送線路セットの一端の側の前記第１伝送線路の端に位置し、
前記第２端は、前記伝送線路セットの他端の側の前記第２伝送線路の端に位置する、磁気検出装置。
【請求項11】
請求項７、請求項８、請求項９又は請求項７に従属する請求項１０に記載の磁気検出装置であって、前記検出装置は、
前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されているときに検出した前記第１反射波のデータから、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第１オフセットデータを引くことにより、前記第１電圧データを取得し、
前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されているときに検出した前記第２反射波のデータから、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第２オフセットデータを引くことにより、前記第２電圧データを取得する、磁気検出装置。
【請求項12】
磁気検出方法であって、磁性材を含む線状の第１導体を含む少なくとも１つの伝送線路を有する伝送線路セットの一端の第１端から第１入射波としてのパルス信号を入力して、前記第１端から第１反射波を検出することと、
前記伝送線路セットの他端の第２端から第２入射波としてのパルス信号を入力して、前記第２端から第２反射波を検出することと、
前記第１反射波と前記第２反射波との合成に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出することと、を含む、磁気検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、磁気検出装置及び磁気検出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、磁界を検出する装置が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、分布定数回路の内部に磁性体を配置する磁界検出装置が開示されている。この磁性体は、磁界を与えると透磁率が変化する。特許文献１に記載の磁界検出装置は、発振器によって分布定数回路を励振し、進行波及び反射波を発生させることにより、分布定数回路に定在波を発生させる。特許文献１に記載の磁界検出装置は、分布定数回路に発生した定在波の電圧を検出することにより、この分布定数回路内の電磁場分布の変化を検出し、磁界を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平５－１５１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、進行波及び反射波は、分布定数回路を伝播することにより、減衰する場合がある。進行波及び反射波が減衰すると、磁界検出装置は、磁界を精度良く検出するできなくなる場合がある。
【0006】
そこで、本開示は、磁界を精度良く検出可能な、磁気検出装置及び磁気検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
幾つかの実施形態に係る磁気検出装置は、検出装置と、磁性材を含む線状の第１導体を含む少なくとも１つの伝送線路を有する伝送線路セットと、を備え、前記検出装置は、前記伝送線路セットの一端の第１端から第１入射波としてのパルス信号を入力して、前記第１端から第１反射波を検出し、前記伝送線路セットの他端の第２端から第２入射波としてのパルス信号を入力して、前記第２端から第２反射波を検出し、前記第１反射波と前記第２反射波との合成に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出する。このように第１反射波と第２反射波とを合成することにより、磁界を検出する際のノイズの影響が低減され得る。このような構成とすることで、検出装置は、磁界強度を精度良く検出することができる。
【0008】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記検出装置は、前記第１入射波を入力した時刻から前記第１反射波を検出した時刻までの時間に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の位置を検出してもよい。このような構成とすることで、検出装置は、伝送線路に印加されている磁界の強度と、磁界が印加されている位置を、同時に検出することができる。
【0009】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記少なくとも１つの伝送線路は、誘電体と、第２導体と、をさらに含み、同軸ケーブル、平行二線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路及び導波管の何れかであってもよい。伝送線路を同軸ケーブルとして構成することにより、伝送線路は、柔軟性を有し得る。また、フレキシブル基板により、平行二線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路及び導波管を構成することにより、伝送線路は、柔軟性を有し得る。伝送線路が柔軟性を有することにより、伝送線路の配置の自由度が高まり得る。
【0010】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記第１導体において磁性材が略均一に分布するか、又は、前記第１導体の導体表面に磁性材を含む磁性膜が形成されていてもよい。このような構成とすることで、第１導体では、ヒステリシスが生じにくくなり得る。第１導体においてヒステリシスが生じにくくなることにより、伝送線路によって高感度で磁界が検出され得る。
【0011】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記少なくとも１つの伝送線路は、複数の前記第１導体を含んでもよい。このような構成とすることで、複数の第１導体の全体としての抵抗損失が小さくなり得る。
【0012】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記磁気検出装置は、前記少なくとも１つの伝送線路に、バイアス磁界を印加可能なコイルをさらに備えてもよい。このような構成とすることで、磁気検出装置は、伝送線路に印加された磁界の強度だけでなく、正の磁界が印加されたか、負の磁界が印加されたかを判定することができる。
【0013】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記検出装置は、第１時間に対する前記第１反射波の電圧を示す第１電圧データを取得し、前記第１時間は、前記第１入射波を入力した時刻から前記第１反射波を検出した時刻までの時間であり、第２時間に対する前記第２反射波の電圧を示す第２電圧データを取得し、前記第２時間は、前記第２入射波を入力した時刻から前記第２反射波を検出した時刻までの時間であり、前記第１電圧データ及び前記第２電圧データの一方を、パルス信号が前記伝送線路セットの中点と前記検出装置との間を往復する時間である基準時間を対称軸として、反転させることにより、合成データを取得し、前記合成データに基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出してもよい。第１電圧データ及び第２電圧データの一方を基準時間に対して反転させることにより、第１電圧データの電圧のピーク位置と、第２電圧データの電圧のピーク位置とを一致させることができる。
【0014】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記検出装置は、前記合成データのピーク値によって、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出してもよい。このような構成とすることで、検出装置は、磁界強度を精度良く検出することができる。
【0015】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記伝送線路セットは、１つの前記伝送線路を含み、前記第１端は、前記伝送線路セットの一端としての前記１つの伝送線路の一端に位置し、前記第２端は、前記伝送線路セットの他端としての前記１つの伝送線路の他端に位置し、前記検出装置は、前記第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して前記第１端に入力し、前記第１端から前記第１反射波を検出し、掃引して入力された前記第１入射波の周波数毎に、前記第１入射波に対する前記第１反射波の反射率及び位相差を取得し、取得した前記第１入射波に対する前記第１反射波の反射率に基づいて第１反射率の周波数領域データを取得し、取得した前記第１入射波に対する前記第１反射波の位相差に基づいて第１位相差の周波数領域データを取得し、前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、前記第１電圧データとしての前記第１反射波の時間領域データを取得し、前記第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して前記第２端に入力し、前記第２端から前記第２反射波を検出し、掃引して入力された前記第２入射波の周波数毎に、前記第２入射波に対する前記第２反射波の反射率及び位相差を取得し、取得した前記第２入射波に対する前記第２反射波の反射率に基づいて第２反射率の周波数領域データを取得し、取得した前記第２入射波に対する前記第２反射波の位相差に基づいて第２位相差の周波数領域データを取得し、前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、前記第２電圧データとしての前記第２反射波の時間領域データを取得してもよい。このような構成とすることで、検出装置は、入射波に揺らぎがあっても、揺らぎをキャンセルして入射波に対する反射波の反射率及び位相差を検出することができる。換言すると、検出装置は、入射波のジッターを除去することができ、時間的な信号の揺らぎの無い、同期の取れた測定を行うことができる。
【0016】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記検出装置は、前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換してインパルス応答として前記第１反射波の時間領域データを取得するか、又は、逆フーリエ変換された前記第１反射率の周波数領域データ及び前記第１位相差の周波数領域データを積分してステップ応答として前記第１反射波の時間領域データを取得し、前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換してインパルス応答として前記第２反射波の時間領域データを取得するか、又は、逆フーリエ変換された前記第２反射率の周波数領域データ及び前記第２位相差の周波数領域データを積分してステップ応答として前記第２反射波の時間領域データを取得してもよい。インパルス応答又はステップ応答としての第１反射波の時間領域データ及び第２反射波の時間領域データを取得することにより、検出装置は、磁界強度を精度良く検出することができる。
【0017】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記伝送線路セットは、前記少なくとも１つの伝送線路として、第１伝送線路と第２伝送線路とを含み、前記第１伝送線路と前記第２伝送線路とは、平行に配置されており、前記第１端は、前記伝送線路セットの一端の側の前記第１伝送線路の端に位置し、前記第２端は、前記伝送線路セットの他端の側の前記第２伝送線路の端に位置してもよい。伝送線路セットが第１伝送線路及び第１伝送線路を含むことにより、検出装置は、第１伝送線路の第１端に第１入射波を入力しつつ、第２伝送線路の第２端に第２入射波を入力することができる。このような構成とすることで、検出装置が磁界の強度及び位置を検出する際に係る時間が短くなり得る。
【0018】
一実施形態に係る磁気検出装置において、前記検出装置は、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されているときに検出した前記第１反射波のデータから、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第１オフセットデータを引くことにより、前記第１電圧データを取得し、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されているときに検出した前記第２反射波のデータから、前記伝送線路セットに検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第２オフセットデータを引くことにより、前記第２電圧データを取得してもよい。このような第１オフセットデータ及び第２オフセットデータを用いることにより、検出対象の磁界が伝送線路に印加されること以外の他の要因で生じた反射波の影響が低減され得る。
【0019】
幾つかの実施形態に係る磁気検出方法は、磁性材を含む線状の第１導体を含む少なくとも１つの伝送線路を有する伝送線路セットの一端の第１端から第１入射波としてのパルス信号を入力して、前記第１端から第１反射波を検出することと、前記伝送線路セットの他端の第２端から第２入射波としてのパルス信号を入力して、前記第２端から第２反射波を検出することと、前記第１反射波と前記第２反射波との合成に基づいて、前記伝送線路セットに印加された磁界の強度を検出することと、を含む。このように第１反射波と第２反射波とを合成することにより、磁界を検出する際のノイズの影響が低減され得る。このような構成とすることで、検出装置は、磁界強度を精度良く検出することができる。
【発明の効果】
【0020】
本開示によれば、磁界を精度良く検出可能な、磁気検出装置及び磁気検出方法が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】第１実施形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す図である。
【図2】伝送線路を分布定数回路として表した図である。
【図3】同軸ケーブルとして構成された伝送線路の概略構成を示す図である。
【図5】第１実施形態における時間に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図6】第１実施形態における伝搬距離に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図7】第１実施形態における伝搬距離に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図8】第１実施形態における伝搬距離に対する反射波の合成データを示す図である。
【図10】第１実施形態に係る磁気検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図11】第１実施形態に係る磁気検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図12】比較例に係る伝搬距離に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図13】第１実施形態に係る合成データを示す図である。
【図14】第２実施形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す図である。
【図16】第２実施形態における時間に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図17】第２実施形態における伝搬距離に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図18】第２実施形態における伝搬距離に対する反射波の電圧データを示す図である。
【図19】第２実施形態における伝搬距離に対する反射波の合成データを示す図である。
【図21】第２実施形態に係る磁気検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図22】同軸ケーブルとして構成された伝送線路の他の例を示す図である。
【図23】同軸ケーブルとして構成された伝送線路のさらに他の例を示す図である。
【図24】平行二線路として構成された伝送線路の概略構成を示す図である。
【図25】ストリップ線路として構成された伝送線路の概略構成を示す図である。
【図26】マイクロストリップ線路として構成された伝送線路の概略構成を示す図である。
【図27】コプレーナ線路として構成された伝送線路の概略構成を示す図である。
【図28】コイルが配置された伝送線路の一例を示す図である。
【図29】バイアス磁界が印加された状態における磁界と反射波の振幅との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本開示において「外部磁界」は、外部から伝送線路に印加される磁界であって、初期状態では伝送線路に印加されていない磁界を意味する。外部磁界は、磁石等により生成され得る。
【0023】
本開示において「環境磁界」は、初期状態から伝送線路に印加されている磁界であって、地磁気又は他の電子機器等から発生する磁界を意味する。環境磁界は、検出対象の磁界が外部磁界である場合、ノイズとなり得る。
【0024】
本開示において「バイアス磁界」は、コイル等によってセンサに予め印加される磁界を意味する。バイアス磁界によって、センサ出力に極性を付加したり、直線性を良くしたりすることができる。
【0025】
本開示において「磁界」は、外部磁界、環境磁界、及びバイアス磁界を含む磁界の総称を意味する。
【0026】
本開示において「所定（任意）の位置における磁界」は、その位置における外部磁界及び環境磁界を含む磁界を意味する。
【0027】
本開示において「軸方向」とは、線状の伝送線路に沿う方向を意味する。本開示において「周方向」とは、線状の伝送線路を周回する方向を意味する。
【0028】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の図面に示す構成要素において、同じ構成要素には、同じ符号を付す。
【0029】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る磁気検出装置１の概略構成を示す図である。磁気検出装置１は、伝送線路セット２と、検出装置３０とを備える。第１実施形態では、伝送線路セット２は、１つの伝送線路２０を有する。検出装置３０は、接続端Ｃ１及び接続端Ｃ２を含む。磁気検出装置１は、第１導線１０及び第２導線１１をさらに備えてよい。
図１は、第１実施形態に係る磁気検出装置１の概略構成を示す図である。磁気検出装置１は、伝送線路セット２と、検出装置３０とを備える。第１実施形態では、伝送線路セット２は、１つの伝送線路２０を有する。検出装置３０は、接続端Ｃ１及び接続端Ｃ２を含む。磁気検出装置１は、第１導線１０及び第２導線１１をさらに備えてよい。
【0030】
磁気検出装置１では、伝送線路２０に、磁石３によって外部磁界が印加され得る。図１に示す構成では、磁石３によって伝送線路２０に印加される外部磁界が、検出対象の磁界となり得る。ただし、伝送線路２０に外部磁界を印加する要素は、磁石３に限定されない。例えば、ヘルムホルツコイルによる外部磁界、磁性材料からの漏れによる外部磁界、又は渦電流により生じた外部磁界等が、伝送線路２０に印加されていてもよい。このような外部磁界であっても、磁気検出装置１の検出対象の磁界となり得る。また、磁気検出装置１の検出対象の磁界は、外部磁界に限定されない。例えば、磁気検出装置１の検出対象の磁界は、地磁気等による環境磁界であってもよい。
【0031】
磁気検出装置１では、検出装置３０が、伝送線路２０に、入射波としてのパルス信号を入力する。後述のように、検出装置３０は、パルス信号を適宜解析することにより、伝送線路２０に印加された外部磁界の強度及び位置を検出し得る。
【0032】
第１導線１０及び第２導線１１は、線状の導体である。第１導線１０及び第２導線１１は、非磁性の導体であってよい。第１導線１０は、接続端Ｃ１と、伝送線路２０の第１端Ｔ１とを接続している。第２導線１１は、接続端Ｃ１と、伝送線路２０の第２端Ｔ２とを接続している。
【0033】
第１導線１０の長さと、第２導線１１の長さとは、同じ長さＡである。ただし、第１導線１０の長さと、第２導線１１の長さとは、異なってよい。第１導線１０の長さ及び第２導線１１の長さは、検出対象の磁界分布、伝送線路２０の電気的特性、及び検出装置３０が伝送線路２０に入力するパルス信号の立ち上がり時間等を考慮して、適宜調整されてよい。
【0034】
伝送線路２０は、線状の伝送線路である。伝送線路２０の長さは、長さＢである。伝送線路２０の一端には、第１端Ｔ１が位置する。伝送線路２０の他端には、第２端Ｔ２が位置する。第１端Ｔ１は、第１導線１０の一端に接続されている。第２端Ｔ２は、第２導線１１の一端に接続されている。伝送線路２０の一端の第１端Ｔ１は、第１導線１０を介して、検出装置３０の接続端Ｃ１に接続されている。伝送線路２０の他端の第２端Ｔ２は、第２導線１１を介して、検出装置３０の接続端Ｃ２に接続されている。ただし、磁気検出装置１が第１導線１０及び第２導線１１を備えない場合、伝送線路２０の一端の第１端Ｔ１は、第１導線１０を介さずに、検出装置３０の接続端Ｃ１に直接接続されてよい。また、伝送線路２０の他端の第２端Ｔ２は、第２導線１１を介さずに、検出装置３０の接続端Ｃ２に直接接続されてよい。
【0035】
伝送線路２０は、所定の特性インピーダンスを有する。特性インピーダンスは、線状の伝送線路２０の長さに依拠しないインピーダンスである。特性インピーダンスは、伝送線路２０の種類及び構造等に応じて決まり得る。
【0036】
伝送線路２０は、図２に示すような分布定数回路として表すことができる。図２において、抵抗成分Ｒは、伝送線路２０の軸方向の単位長さ当たりの抵抗成分である。インダクタンス成分Ｌは、伝送線路２０の単位長さ当たりのインダクタンス成分である。容量成分Ｃは、伝送線路２０の単位長さ当たりの容量成分である。容量成分Ｃは、伝送線路２０に含まれる導体間の容量成分となり得る。ここで、図２に示すような分布定数回路に、伝送線路２０の単位長さ当たりのコンダクタンス成分Ｇが含まれてよい。コンダクタンス成分Ｇは、伝送線路２０に含まれる導体間のコンダクタンス成分となり得る。コンダクタンス成分Ｇは、伝送線路２０の構造によっては、微小になり得る。例えば、伝送線路２０の構造が後述の図３に示すような同軸ケーブルである場合、コンダクタンス成分Ｇは、微小になり得る。コンダクタンス成分Ｇが微小になる場合、図２に示すように、分布定数回路において、コンダクダンス成分は、省略され得る。
【0037】
伝送線路２０の特性インピーダンスＺ０は、伝送線路２０を図２に示すような分布定数回路として表した場合、以下の数式（１）によって表され得る。
数式（１）において、角周波数ωは、伝送線路２０を流れる高周波電流の角周波数である。数式（１）において、コンダクタンス成分Ｇは、上述のように、省略され得る。
【数1】
【0038】
伝送線路２０は、同軸ケーブル又はフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）等として構成されていてよい。ただし、伝送線路２０は、特性インピーダンスを有する構造であれば、任意の構造に構成されていてよい。伝送線路２０を同軸ケーブル又はフレキシブル基板として構成することにより、伝送線路２０は、柔軟性を有し得る。伝送線路２０が柔軟性を有することにより、伝送線路２０は、伝送線路２０の配置箇所に応じて、自在に曲がり得る。このような構成とすることで、伝送線路２０の配置の自由度が高まり得る。
【0039】
【0040】
伝送線路２０を同軸ケーブルとして構成する場合、数式（１）及び図２に示すような、抵抗成分Ｒは、第１導体２１の単位長さ当たりの抵抗成分となる。インダクタンス成分Ｌは、第１導体２１の単位長さ当たりのインダクタンス成分となる。容量成分Ｃは、第１導体２１と第２導体２３との間の単位長さ当たりの容量成分となる。コンダクタンス成分Ｇは、第１導体２１と第２導体２３との間の単位長さ当たりの漏洩抵抗に相当するコンダクタンス成分となる。当該漏洩抵抗が微小であることにより、コンダクタンス成分Ｇは、微小となる。伝送線路２０を同軸ケーブルとして構成する場合、図２及び数式（１）において、コンダクタンス成分Ｇは、省略され得る。
【0041】
第１導体２１において表皮効果（skin effect）が顕著になる場合（表皮の深さδ＜＜第１導体２１の半径ａ）、伝送線路２０のインピーダンスＺは、以下の数式（２）によって表される。
数式（２）において、角周波数ωは、第１導体２１を流れる高周波電流の角周波数である。半径ａは、第１導体２１の半径である。電気抵抗率ρは、第１導体２１の電気抵抗率である。抵抗ＲＤＣは、第１導体２１の直流抵抗である。透磁率μは、第１導体２１の周方向の透磁率である。磁界強度ＨＥＸは、伝送線路２０に印加されている外部磁界の磁界強度である。
【数2】
【0042】
第１導体２１は、線状の導体である。第１導体２１は、磁性材を含む導体である。図３に示すような第１導体２１では、第１導体２１に含まれる磁性材は、第１導体２１に略均一に分布している。ただし、第１導体２１に含まれる磁性材は、少なくとも、その表面に存在していればよい。磁性材が第１導体２１に略均一に分布することにより、第１導体２１では、ヒステリシスが生じにくくなり得る。
【0043】
第１導体２１は、軟磁性材を含む導体であってよい。第１導体２１に含まれる軟磁性材は、保持力が小さく透磁率が高いものであってよい。例えば、第１導体２１は、アモルファス合金又はパーマロイを含んでよい。
【0044】
アモルファス合金及びパーマロイは、高い透磁率の磁性材を含む。第１導体２１がアモルファス合金又はパーマロイを含むことにより、第１導体２１を含む伝送線路２０では、周方向の透磁率及び軸方向の透磁率が高くなり得る。周方向の透磁率及び軸方向の透磁率が高くなることにより、伝送線路２０に外部磁界が印加されたときに、第１導体２１の表面における後述の磁気インピーダンス効果及び第１導体２１の内部の磁化（磁壁移動）の効果の少なくとも一方の効果が高くなり得る。これらのうちの少なくとも一方の効果が高くなることにより、伝送線路２０では、外部磁界が印加された位置での後述のインピーダンスの変化が大きくなり得る。
【0045】
例えば、原子が不規則に配列したアモルファス合金は、Fe基アモルファス合金であるFe-Co-Si-B合金（Feリッチ）、Fe-Si-B-C系合金、Fe-Si-B系合金、Fe-Si-B-Nb-Cu系合金、又はFe-P-B系合金等であってよい。また、アモルファス合金は、Co基アモルファス合金であるFe-Co-Si-B系合金（Coリッチ）、Co-Fe-Cr-Si-B系合金、又はCo-Fe-Mn-Cr-Si-B系合金等であってよい。また、アモルファス合金は、Ni基アモルファス合金であってよい。
【0046】
例えば、Fe及びNiを主成分とした合金であるパーマロイは、Ni含有量７８．５％の７８－パーマロイ（ＪＩＳ規格：パーマロイＡ）、Ni含有量４５％（４０～５０％）の４５－パーマロイ（ＪＩＳ規格：パーマロイＢ）、又は７８－パーマロイにMo、Cu若しくはCr等を添加したパーマロイ（ＪＩＳ規格：パーマロイＣ）等であってよい。
【0047】
パーマロイの体積抵抗率は、６８μΩｃｍ程度である。この体積抵抗率は、銅の体積抵抗率１．６８μΩｃｍの４０倍以上の体積抵抗率である。
【0048】
第１導体２１は、アモルファス合金及びパーマロイ以外の他の軟磁性材として、Fe-Si-Al系合金（例えばセンダスト）、Fe-Co系合金（例えばパーメンジュール）、Mn-Zn系合金若しくはNi-Zn系合金（例えばソフトフェライト）、又はFe-Si系合金（例えば珪素鋼若しくは電磁鋼）等を含んでよい。
【0049】
伝送線路２０に印加される磁界が１０［Ｏｅ（エルステッド）］程度の比較的大きい磁界である場合、第１導体２１は、Fe、Ni又はCo等の単金属を磁性材として含んでよい。
【0050】
第１導体２１は、ナノ結晶粒をアモルファス相に分散させたナノ結晶軟磁性材を含んでよい。
【0051】
誘電体２２は、円筒状である。誘電体２２は、第１導体２１の表面を覆っている。誘電体２２は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）又はポリエチレン等の絶縁物であってよい。
【0052】
第２導体２３は、円筒状である。第２導体２３は、誘電体２２の表面を覆っている。第２導体２３は、例えば、銅線によって構成される網組線であってよい。
【0053】
被覆２４は、円筒状である。被覆２４は、第２導体２３の表面を覆っている。被覆２４は、その内部に、第１導体２１、誘電体２２、及び第２導体２３を収容している。被覆２４は、第１導体２１、誘電体２２及び第２導体２３を、その内部に収容することにより、保護する。
【0054】
第１導体２１、誘電体２２、第２導体２３、及び被覆２４は、柔軟性を有する材料で構成されていてよい。このような構成とすることで、伝送線路２０は、柔軟性を有し得る。
【0055】
図１に示すように、伝送線路２０に磁界強度ＨＥＸの外部磁界が印加されると、外部磁界が印加されている位置では、磁気インピーダンス効果によって、伝送線路２０のインピーダンスが変化し得る。例えば、伝送線路２０の第１導体２１には、後述の検出装置３０からパルス信号が入力されることにより、高周波電流が流れ得る。第１導体２１に高周波電流が流れると、第１導体２１は、周方向において一方に磁化される。第１導体２１が周方向において一方に磁化されることにより、第１導体２１の周方向に磁気モーメントが誘起され得る。この状態において、図１に示すように、伝送線路２０の軸方向に磁界強度ＨＥＸの外部磁界が印加されていると、第１導体２１の周方向に誘起された磁気モーメントが磁界強度ＨＥＸの外部磁界の印加された方向に沿って回転する。この磁気モーメントの回転により、第１導体２１の周方向の透磁率が変化する。伝送線路２０のインピーダンスは、第１導体２１の周方向の透磁率に依存する。そのため、外部磁界が印加された位置における第１導体２１の周方向の透磁率が変化すると、外部磁界が印加された位置における伝送線路２０のインピーダンスが変化する。
【0056】
磁気インピーダンス効果によって変化する伝送線路２０のインピーダンスＺＭは、第１導体２１における表皮効果が顕著な場合（表皮の深さδ＜＜第１導体２１の半径ａ）、以下の数式（３）によって表され得る。
【数3】
【0057】
数式（３）を参照すると、第１導体２１の周方向の透磁率μが変化すると、インダクタンス成分Ｌだけでなく、抵抗成分Ｒも変化することが分かる。また、数式（３）から、伝送線路２０のインピーダンスＺＭを検出することにより、外部磁界の磁界強度ＨＥＸが検出可能であることが分かる。
【0058】
【0059】
位置Ｐでの伝送線路２０のインピーダンスは、上述したように、磁気インピーダンス効果によって変化する。位置Ｐでは、伝送線路２０のインピーダンスの不整合が生じ得る。位置Ｐで伝送線路２０のインピーダンスの不整合が生じることにより、入射波が位置Ｐに入射すると、反射波が発生し得る。このときの入射波に対する反射波の反射率ｒは、以下の数式（４）によって表され得る。
数式（４）において、変化量ΔＺは、インピーダンスＺＭのインピータンスＺ０からの変化量（ΔＺ＝ＺＭ－Ｚ０）である。
【数4】
【0060】
また、位置Ｐでの入射波の電圧Ｖｉと反射波の電圧ＶＲとの間の関係は、以下の数式（５）によって表され得る。
【数5】
【0061】
数式（３）を参照して上述したように、磁気インピーダンス効果によって変化する伝送線路２０のインピーダンスＺＭを検出することにより、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを検出することができる。また、位置Ｐでの入射波の電圧Ｖｉと反射波の電圧ＶＲを検出することにより、数式（５）から、変化量ΔＺ（＝ＺＭ－Ｚ０）を検出することができる。さらに、インピーダンスＺ０は、数式（１）から分かるように、既知である。インピーダンスＺ０が既知であることにより、入射波の電圧Ｖｉと反射波の電圧ＶＲとによって数式（５）から変化量ΔＺを検出すれば、数式（３）から、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを検出することができる。
【0062】
つまり、検出装置３０が、接続端Ｃ１を介して伝送線路２０の第１端Ｔ１に、入射波を入力する。この入射波が位置Ｐに進行することにより、位置Ｐで反射波が生じ得る。この際、検出装置３０が、位置Ｐでの入射波の電圧Ｖｉと反射波の電圧ＶＲを検出する。さらに、検出装置３０が、検出した入射波の電圧Ｖｉ及び反射波の電圧ＶＲによって、数式（５）から変化量ΔＺを検出する。このような構成により、数式（３）から、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを算出（検出）することができる。
【0063】
ところで、図４に示すような、外部磁界が印加される位置Ｐは、磁石３の位置に応じて変化し得る。位置Ｐが磁石３の位置に応じて変化することにより、検出装置３０が、位置Ｐでの入射波の電圧Ｖｉ及び反射波の電圧ＶＲを直接検出することは困難になり得る。ここで、伝送線路２０の第１端Ｔ１から入射波が入力される場合、位置Ｐで生じた反射波は、入射波の進行方向とは逆方向に進行し、第１端Ｔ１に到達し得る。検出装置３０は、伝送線路２０の第１端Ｔ１に到達した反射波の電圧を、接続端Ｃ１から検出することができる。つまり、位置Ｐでの反射波の電圧ＶＲの代わりに、検出装置３０は、伝送線路２０の第１端Ｔ１での反射波の電圧を用いることができる。また、検出装置３０は、位置Ｐでの入射波の電圧Ｖｉの代わりに、伝送線路２０の第１端Ｔ１での入射波の電圧を用いることができる。従って、検出装置３０は、伝送線路２０の第１端Ｔ１での入射波の電圧と、伝送線路２０での第１端Ｔ１での反射波の電圧とによって、数式（５）から変化量ΔＺを検出することができる。
【0064】
ここで、伝送線路２０の第１端Ｔ１に入力された入射波は、伝送線路２０を伝搬して位置Ｐに到達し得る。入射波は、伝送線路２０を伝搬するに連れて、伝送線路２０の抵抗損失及び誘電損失等により、減衰し得る。そのため、位置Ｐでの入射波の電圧は、伝送線路２０の第１端Ｔ１での入射波の電圧よりも、小さくなり得る。また、位置Ｐで発生した反射波は、伝送線路２０を伝搬して、伝送線路２０の第１端Ｔ１に到達し得る。反射波は、伝送線路２０を伝搬するに連れて、伝送線路２０の抵抗損失及び誘電損失等により、減衰し得る。そのため、伝送線路２０の第１端Ｔ１に到達したときの反射波の電圧は、位置Ｐでの反射波の電圧よりも、小さくなり得る。つまり、入射波及び反射波が伝送線路２０を伝搬する伝搬距離が長いほど、後述の図１２に示すように、第１端Ｔ１に到達したときの反射波の電圧が、小さくなり得る。第１端Ｔ１に到達したときの反射波の電圧が小さくなると、当該反射波の電圧は、ノイズの影響を受けやすくなり得る。当該反射波の電圧がノイズの影響を受けやすくなると、数式（５）から変化量ΔＺを精度良く検出できなくなり得る。その結果、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを精度良く検出することが困難となり得る。
【0065】
そこで、検出装置３０は、伝送線路２０の第１端Ｔ１から第１入射波を入力して第１反射波を取得することに加えて、伝送線路２０の第２端Ｔ２からも第２入射波を入力して第２反射波を取得する。さらに、検出装置３０は、取得した第１反射波と、取得した第２反射波とを合成する。第１反射波と第２反射波とを合成したものは、図１３を参照して後述するように、ノイズの影響を受けにくくなり得る。このような構成とすることで、検出装置３０は、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを精度良く検出することができる。
【0066】
＜磁界強度の検出処理＞
図４に示すように、検出装置３０は、接続端Ｃ１に、第１入射波としてのパルス信号を入力し得る。検出装置３０が生成するパルス信号は、任意の形状であってよい。検出装置３０が生成するパルス信号は、例えば、矩形波状、正弦波状、三角波状、又は鋸波状等であってよい。接続端Ｃ１から入力された第１入射波は、第１導線１０を伝搬した後、第１端Ｔ１から伝送線路２０に入力される。第１端Ｔ１から入力された第１入射波は、第１端Ｔ１から第２端Ｔ２に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第１入射波が、伝送線路２０のインピーダンスの不整合が生じている位置に、例えば位置Ｐに、進行すると、当該インピーダンスの不整合が生じている位置で、第１反射波が生じ得る。インピーダンスの不整合が生じている位置で生じた第１反射波は、第１入射波の進行方向とは逆方向に、すなわち、第２端Ｔ２から第１端Ｔ１に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第１入射波の進行方向とは逆方向に進行した第１反射波は、第１端Ｔ１及び第１導線１０を経由して、接続端Ｃ１に到達し得る。
図４に示すように、検出装置３０は、接続端Ｃ１に、第１入射波としてのパルス信号を入力し得る。検出装置３０が生成するパルス信号は、任意の形状であってよい。検出装置３０が生成するパルス信号は、例えば、矩形波状、正弦波状、三角波状、又は鋸波状等であってよい。接続端Ｃ１から入力された第１入射波は、第１導線１０を伝搬した後、第１端Ｔ１から伝送線路２０に入力される。第１端Ｔ１から入力された第１入射波は、第１端Ｔ１から第２端Ｔ２に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第１入射波が、伝送線路２０のインピーダンスの不整合が生じている位置に、例えば位置Ｐに、進行すると、当該インピーダンスの不整合が生じている位置で、第１反射波が生じ得る。インピーダンスの不整合が生じている位置で生じた第１反射波は、第１入射波の進行方向とは逆方向に、すなわち、第２端Ｔ２から第１端Ｔ１に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第１入射波の進行方向とは逆方向に進行した第１反射波は、第１端Ｔ１及び第１導線１０を経由して、接続端Ｃ１に到達し得る。
【0067】
検出装置３０は、接続端Ｃ１から第１反射波を検出し得る。また、検出装置３０は、第１時間を取得し得る。第１時間は、検出装置３０が第１入射波を入力した時刻から、検出装置３０が第１反射波を検出した時刻までの時間である。第１時間は、パルス信号が、接続端Ｃ１と、第１反射波が生じた位置との間を往復する時間となる。
【0068】
検出装置３０は、接続端Ｃ２に、第２入射波としてのパルス信号を入力し得る。第２入射波としてのパルス信号の電圧は、第１入射波としてのパルス信号の電圧と同じであってよい。接続端Ｃ２から入力されたパルス信号は、第２導線１１を伝搬した後、第２端Ｔ２から伝送線路２０に入力される。第２端Ｔ２から入力された第２入射波は、第２端Ｔ２から第１端Ｔ１に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第２入射波が、伝送線路２０のインピーダンスの不整合が生じている位置に、例えば位置Ｐに、進行すると、当該インピーダンスの不整合が生じている位置で、第２反射波が生じ得る。インピーダンスの不整合が生じている位置で生じた第２反射波は、第２入射波の進行方向とは逆方向に、すなわち、第１端Ｔ１から第２端Ｔ２に向かう方向に、伝送線路２０を進行する。第２入射波の進行方向とは逆方向に進行した第２反射波は、第２端Ｔ２及び第２導線１１を経由して、接続端Ｃ２に到達し得る。
【0069】
検出装置３０は、接続端Ｃ２から第２反射波を検出し得る。また、検出装置３０は、第２時間を取得し得る。第２時間は、検出装置３０が第２入射波を入力した時刻から、検出装置３０が第２反射波を検出した時刻までの時間である。第２時間は、パルス信号が、接続端Ｃ２と、第２反射波が生じた位置との間を往復する時間となる。
【0070】
検出装置３０が第１反射波及び第２反射波を検出することにより、図５に示すような電圧データが得られる。
【0071】
図５には、時間に対する反射波の電圧データを示す。図５では、第１時間に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データと、第２時間に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データとを合わせて示す。図５では、第１時間と第２時間とを、同じ時間の軸に示す。
【0072】
図５では、図４に示すような第１入射波及び第２入射波として、限定ではないが、正のパルス信号が用いられている。そのため、第１反射波及び第２反射波の両方が、正のパルス信号となる。第２入射波として負のパルス信号が用いられる場合、後述の図１６に示すように、第２反射波は、負のパルス信号となる。同様に、第１入射波として負のパルス信号が用いられる場合、第１反射波は、負のパルス信号となる。
【0073】
第１反射波の電圧は、第１時間Δｔ１で、ピークとなる。第１時間Δｔ１は、パルス信号が、接続端Ｃ１と、位置Ｐとを往復する時間となり得る。第２反射波の電圧は、第２時間Δｔ２でピークとなる。第２時間Δｔ２は、パルス信号が、接続端Ｃ２と、位置Ｐとを往復する時間となり得る。
【0074】
基準時間ｔＭは、パルス信号が、接続端Ｃ１又は接続端Ｃ２すなわち検出装置３０と、伝送線路２０の中点との間を往復する時間である。上述のように、本実施形態では、第１導線１０の長さと第２導線１１の長さとは、同じ長さＡである。第１導線１０の長さと第２導線１１の長さとが同じ長さＡであることにより、パルス信号が接続端Ｃ１と伝送線路２０の中点との間を往復する時間と、パルス信号が接続端Ｃ２と伝送線路２０の中点との間を往復する時間とは、同じになる。そのため、位置Ｐが伝送線路２０の中点に位置する場合、第１時間Δｔ１と第２時間Δｔ２とは、同じ基準時間ｔＭとなる。
【0075】
図５では、図４に示すような位置Ｐと第１端Ｔ１との間の距離Ｘは、位置Ｐと第２端Ｔ２との間の距離（Ｂ－Ｘ）よりも、短い。そのため、第１入射波及び第１反射波が伝送線路２０を伝搬する距離の方が、第２入射波及び第２反射波が伝送線路２０を伝搬する距離よりも、短くなり得る。その結果、第１反射波の減衰の方が、第２反射波の減衰よりも、小さくなる。第１反射波の電圧のピーク値の方が、第２反射波の電圧のピーク値よりも、大きくなる。
【0076】
検出装置３０は、第１反射波と第２反射波との合成に基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出する。第１反射波と第２反射波とを合成する処理例について説明する。
【0077】
＜合成処理の例１＞
検出装置３０は、第１反射波と第２反射波とを合成して、合成値を取得してよい。検出装置３０は、第１電圧データのピーク値と第２電圧データのピーク値とを合成することにより、合成値を取得してよい。
検出装置３０は、第１反射波と第２反射波とを合成して、合成値を取得してよい。検出装置３０は、第１電圧データのピーク値と第２電圧データのピーク値とを合成することにより、合成値を取得してよい。
【0078】
例えば、検出装置３０は、第１入射波及び第２入射波の両方が、正のパルス信号又は負のパルス信号である場合、第１電圧データのピーク値と第２電圧データのピーク値とを加算することにより、合成値を取得してよい。
【0079】
例えば、検出装置３０は、第１入射波が正のパルス信号であり、第２入射波が負のパルス信号である場合、第１電圧データのピーク値から第２電圧データのピーク値を減算することにより、合成値を取得してよい。
【0080】
例えば、検出装置３０は、第１入射波が負のパルス信号であり、第２入射波が正のパルス信号である場合、第２電圧データのピーク値から第１電圧データのピーク値を減算することにより、合成値を取得してよい。
【0081】
検出装置３０は、合成値に基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出する。例えば、検出装置３０は、合成値を、数式（５）のＶＲに代入し、接続端Ｃ１及び接続端Ｃ２から入力する入射波の電圧を、数式（５）のＶｉに代入する。検出装置３０は、これらの値を数式（５）に代入することにより、変化量ΔＺを検出する。検出装置３０は、数式（３）のＺＭに、（Ｚ０＋ΔＺ）を代入することにより、伝送線路２０に印加されている磁界強度ＨＥＸを検出する。ここで、数式（３）の角周波数ωは、パルス信号を正弦波として近似したときの角周波数であってよい。角周波数ωについて、次に、より詳細に説明する。パルス信号の波形は、正弦波の－Ｔ／２～Ｔ／２（Ｔは正弦波の周期）の時間幅の波形で近似できる。例えば、パルス信号の電圧のピーク値の高さが電圧Ｖとなる場合、当該パルス信号の波形は、電圧Ｖ／２の正弦波に、電圧Ｖ／２のオフセットが加わった波形となる。そのため、当該パルス信号の立ち上がり時間は、時間ｔｒ≒Ｔ／２＝１／（２ｆ）となる。また、当該パルス信号の角周波数は、角周波数ω＝２πｆとなる。なお、パルス信号の波形を正弦波として近似するのは一例であり、他の波形で近似してもよい。また、検出装置３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、数式（３）を近似した式（例えば、直線近似式）を用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。また、検出装置３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、予め取得された、インピーダンスＺＭを磁界強度ＨＥＸに直接関連付けたものを用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。
【0082】
＜合成処理の例２＞
検出装置３０は、図５に示すような第１電圧データと第２電圧データとを、合成してよい。検出装置３０は、第１電圧データと第２電圧データとを合成することにより、合成データを取得してよい。以下、第１電圧データと第２電圧データとの合成処理を、図６を参照して説明する。
検出装置３０は、図５に示すような第１電圧データと第２電圧データとを、合成してよい。検出装置３０は、第１電圧データと第２電圧データとを合成することにより、合成データを取得してよい。以下、第１電圧データと第２電圧データとの合成処理を、図６を参照して説明する。
【0083】
図６には、伝搬距離に対する反射波の電圧を示す電圧データを示す。図６では、説明の便宜上、図５に示す時間が、パルス信号がその時間に伝搬する伝搬距離に変換される。第１時間は、第１距離に変換される。第１距離は、パルス信号が第１時間に伝搬する距離である。第２時間は、第２距離に変換される。第２距離は、パルス信号が第２時間に伝搬する距離である。
【0084】
例えば、図５において第１時間Δｔ１は、パルス信号が接続端Ｃ１と位置Ｐとの間を往復する時間となる。そのため、第１時間Δｔ１は、図６では、第１距離ｐ１に変換される。第１距離ｐ１は、パルス信号が、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間を往復する際に、伝搬する距離である。第１距離ｐ１は、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間の距離の２倍（２（Ａ＋Ｘ））である。
【0085】
例えば、図５において第２時間Δｔ２は、パルス信号が接続端Ｃ２と位置Ｐとの間を往復する時間となる。そのため、第２時間Δｔ２は、図６では、第２距離ｐ２に変換される。第２距離ｐ２は、パルス信号が、接続端Ｃ２と位置Ｐとの間を往復する際に、伝搬する距離となる。第２距離ｐ２は、接続端Ｃ２と位置Ｐとの間の距離の２倍（２（Ａ＋（Ｂ－Ｘ）））である。
【0086】
例えば、図５において基準時間ｔＭは、パルス信号が、接続端Ｃ１又は接続端Ｃ２すなわち検出装置３０と、伝送線路２０の中点との間を往復する時間である。そのため、基準時間ｔＭは、図６では、基準距離ＤＭに変換される。基準距離ＤＭは、パルス信号が、接続端Ｃ１又は接続端Ｃ２すなわち検出装置３０と伝送線路２０の中点との間を往復する際に、伝搬する距離である。基準距離ＤＭは、距離（２（Ａ＋Ｂ／２））である。
【0087】
ところで、位置Ｐが伝送線路２０の中点にある場合、第１導線１０の長さと第２導線１１の長さとが同じ長さＡであることにより、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間の距離と、接続端Ｃ２と位置Ｐとの間の距離は、等しくなる。そのため、位置Ｐが伝送線路２０の中点にある場合、第１距離ｐ１と第２距離ｐ２とは、図６に示すような電圧データ上では、伝搬距離の軸上の、同じ基準距離ＤＭに位置する。ここで、位置Ｐが伝送線路２０の中点よりも第１端Ｔ１の方に距離（Ｂ／２－Ｘ）だけシフトする場合、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間の距離は、基準距離ＤＭよりも、距離（２×（Ｂ／２－Ｘ）＝Ｂ－２Ｘ）だけ短くなる。この場合、第１距離ｐ１は、図６に示すような電圧データの伝搬距離の軸上では、基準距離ＤＭよりも距離（Ｂ－２Ｘ）だけ短い距離に位置する。また、位置Ｐが伝送線路２０の中点よりも第１端Ｔ１の方に距離（Ｂ／２－Ｘ）だけシフトする場合、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間の距離は、基準距離ＤＭよりも、距離（２×（Ｂ／２－Ｘ）＝Ｂ－２Ｘ）だけ長くなる。この場合、第２距離ｐ２は、図６に示すような電圧データの伝搬距離の軸上では、基準距離ＤＭよりも距離（Ｂ－２Ｘ）だけ長い距離に位置する。つまり、位置Ｐの位置にかかわらず、図６に示すような電圧データの伝搬距離の軸上において、基準距離ＤＭと第１距離ｐ１との間の差（Ｂ－２Ｘ）と、第２距離ｐ２と基準距離ＤＭとの間の差（Ｂ－２Ｘ）とは、等しくなり得る。
【0088】
そこで、検出装置３０は、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させる。例えば、検出装置３０は、図７に示すように、第２電圧データを、基準距離ＤＭを対称軸として反転させてよい。検出装置３０は、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させることにより、電圧データの伝搬距離の軸上において、第１距離ｐ１の位置及び第２距離の位置の一方を、距離（２Ｂ－４Ｘ）シフトさせることができる。図７に示す例では、検出装置３０は、伝搬距離の軸上において、第２距離ｐ２の位置を、第１距離ｐ１の方へ距離（２Ｂ－４Ｘ）シフトさせることができる。検出装置３０は、電圧データの伝搬距離の軸上において、第１距離ｐ１の位置及び第２距離の位置の一方を、距離（２Ｂ－４Ｘ）シフトさせることで、第１距離ｐ１の位置と第２距離ｐ２の位置とを一致させることができる。つまり、検出装置３０は、電圧データの伝搬距離の軸上において、第１電圧データの電圧のピーク位置と、第２電圧データの電圧のピーク位置とを一致させることができる。
【0089】
検出装置３０は、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させると、第１電圧データと第２電圧データとを合成して、合成データを取得する。例えば、検出装置３０は、図８に示すように、第１電圧データと第２電圧データとを合成して、合成データを取得する。
【0090】
例えば、検出装置３０は、第１入射波及び第２入射波の両方が、正のパルス信号又は負のパルス信号である場合、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させると、第１電圧データと第２電圧データとを足し合わせてよい。検出装置３０は、第１電圧データと電圧データとを足し合わせることにより、合成データを取得してよい。図７に示す例では、検出装置３０は、第１電圧データと電圧データとを足し合わせることにより、図８に示すような合成データを取得する。
【0091】
例えば、検出装置３０は、第１入射波が正のパルス信号であり、第２入射波が負のパルス信号である場合、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させると、第１電圧データから第２電圧データを引いてよい。検出装置３０は、第１電圧データから第２電圧データを引くことにより、合成データを取得してよい。
【0092】
例えば、検出装置３０は、第１入射波が負のパルス信号であり、第２入射波が正のパルス信号である場合、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させると、第２電圧データから第１電圧データを引いてよい。検出装置３０は、第２電圧データから第１電圧データを引くことにより、合成データを取得してよい。
【0093】
検出装置３０は、合成データに基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出する。例えば、検出装置３０は、図８に示すような合成データの電圧のピーク値を、合成値として取得してよい。検出装置３０は、合成値に基づいて、合成処理の例１と同様にして、伝送線路２０に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出してよい。
【0094】
ここで、合成処理の例２では、説明の便宜上、第１時間に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データと、第２時間に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データとの合成を、図６から図８を用いて説明した。ただし、第１時間と第１距離とは、互換可能である。また、第２時間と第２距離とは、互換可能である。従って、図６から図８に示すような第１距離に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データ及び第２距離に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データに対する処理は、図５に示すような第１電圧データ及び第２電圧データに対する処理と言い換えられ得る。例えば、図６に示すような第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させる処理は、図５に示すような第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準時間ｔＭを対称軸として反転させる処理と言い換えられ得る。また、図８に示すような伝搬距離の軸上で第１電圧データと第２電圧データとを合成する処理は、第１時間及び第２時間の時間軸上で第１電圧データと第２電圧データとを合成する処理と言い換えられ得る。
【0095】
＜磁界位置の検出処理＞
検出装置３０は、第１時間及び第２時間の少なくとも何れかを用いることにより、磁界強度ＨＥＸの外部磁界が印加されている位置Ｐを検出することができる。以下、この処理を詳細に説明する。
検出装置３０は、第１時間及び第２時間の少なくとも何れかを用いることにより、磁界強度ＨＥＸの外部磁界が印加されている位置Ｐを検出することができる。以下、この処理を詳細に説明する。
【0096】
第１時間Δｔ１は、上述のように、パルス信号が、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間を往復する時間とみなされ得る。ここで、接続端Ｃ１から位置Ｐまでの距離Ｄ１は、第１導線１０の長さＡに、第１端Ｔ１から位置Ｐまでの距離Ｘを加算した値となる（すなわち、Ｄ１＝Ａ＋Ｘ）。接続端Ｃ１から位置Ｐまでの距離Ｄ１は、数式（６）によって表され得る。
数式（６）において、時間Δｔ１ａは、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間を往復する際、パルス信号が第１導線１０を往復する時間である。時間Δｔ１ｘは、接続端Ｃ１と位置Ｐとの間を往復する際、パルス信号が伝送線路２０において第１端Ｔ１と位置Ｐとの間を往復する時間である。短縮率αは、第１導線１０内における及び第２導線１１内における波長短縮率である。短縮率βは、伝送線路２０内における波長短縮率である。速度ｃは、真空中の電磁波の伝搬速度である。
【数6】
【0097】
ここで、短縮率αは、第１導線１０及び第２導線１１を構成する部材に依拠する値であり、既知である。短縮率βは、誘電体２２等の伝送線路２０を構成する部材に依存する値であり、既知である。速度ｃは、真空中の光速3.0×108［ｍ／ｓ］であり、既知である。時間Δｔ１ａは、パルス信号が第１導線１０を往復する時間を事前に測定することにより、既知である。時間Δｔ１ｘは、第１時間Δｔ１から時間Δｔ１ａを減算することにより（すなわち、Δｔ１ｘ＝Δｔ１－Δｔ１ａ）、算出され得る。つまり、検出装置３０は、第１時間Δｔ１から時間Δｔ１ａを減算することにより時間Δｔ１ｘを算出し、算出した時間Δｔ１ｘを数式（６）に代入することにより、外部磁界が印加されている位置Ｐ、すなわち、距離Ｘを算出（検出）することができる。
【0098】
検出装置３０は、数式（６）に、第１時間Δｔ１の代わりに、第２時間Δｔ２を適用することにより、接続端Ｃ２から位置Ｐまでの距離Ｄ２を算出（検出）することができる。距離Ｄ２は、第２導線１１の長さＡに、第２端Ｔ２から位置Ｐまでの距離（Ｂ－Ｘ）を加算した値となる（すなわち、Ｄ２＝Ａ＋（Ｂ－Ｘ））。この場合、検出装置３０は、数式（６）の時間Δｔ１ａの代わりに、時間Δｔ２ａを代入する。時間Δｔ２ａは、パルス信号が接続端Ｃ２と位置Ｐとの間を往復する際、パルス信号が第２導線１１を往復する時間である。時間Δｔ２ａは、第１導線１０と同様に、パルス信号が第２導線１１を往復する時間を事前に測定することにより、既知である。時間Δｔ２ａに、時間Δｔ１ａの測定値が用いられてもよい。また、検出装置３０は、数式（６）の時間Δｔ１ｘの代わりに、時間Δｔ２ｘを代入する。時間Δｔ２ｘは、パルス信号が接続端Ｃ２と位置Ｐとの間を往復する際、パルス信号が伝送線路２０において第２端Ｔ２と位置Ｐとの間を往復する時間である。時間Δｔ２ｘは、第２時間Δｔ２から時間ｔ２ａを減算することにより（すなわち、Δｔ２ｘ＝Δｔ２－Δｔ２ａ）、算出され得る。つまり、検出装置３０は、第２時間Δｔ２から時間Δｔ２ａを減算することにより時間Δｔ２ｘを算出し、算出した時間Δｔ２ｘを数式（６）に代入することにより、外部磁界が印加されている位置Ｐ、すなわち、距離Ｘを算出（検出）することができる。
【0099】
このように検出装置３０は、伝送線路２０に印加されている磁界の磁界強度ＨＥＸと、外部磁界が印加されている位置Ｐとを、同時に検出することができる。
【0100】
（検出装置の構成例）
図９を参照して、検出装置３０の詳細な構成の一例を説明する。以下、ベクトルネットワークアナライザとして検出装置３０を構成する例を説明する。ただし、検出装置３０の構成は、これに限定されない。例えば、検出装置３０の構成は、後述の図２０に示すような構成であってよい。
図９を参照して、検出装置３０の詳細な構成の一例を説明する。以下、ベクトルネットワークアナライザとして検出装置３０を構成する例を説明する。ただし、検出装置３０の構成は、これに限定されない。例えば、検出装置３０の構成は、後述の図２０に示すような構成であってよい。
【0101】
図９に示すように、検出装置３０は、信号発生器３１と、方向性結合器３２と、方向性結合器３３と、信号検波器３４と、記憶部３５と、制御部３６とを有する。
【0102】
信号発生器３１は、正弦波状のパルス信号を生成する。本開示において「正弦波状のパルス信号」は、正弦波状の波形の１周期分を示す。つまり、「正弦波状のパルス信号」は、正弦波状の波形の正側の部分と負側の部分の両方を有する。
【0103】
信号発生器３１は、正弦波状のパルス信号を掃引して出力する。本開示において「掃引して出力する」とは、正弦波状のパルス信号の周波数を変えながら出力することを意味する。信号発生器３１は、正弦波状のパルス信号の周波数を低い周波数から高い周波数へ連続的に変えながら出力してよい。例えば、信号発生器３１は、正弦波状のパルス信号の周波数を、１０ＭＨｚから５０ＧＨｚまで変えながら、正弦波状のパルス信号を出力してよい。
【0104】
信号発生器３１は、方向性結合器３２及び信号検波器３４に接続されている。信号発生器３１が掃引して出力する正弦波状のパルス信号は、第１入射波として、方向性結合器３２及び信号検波器３４に入力される。
【0105】
信号発生器３１は、方向性結合器３３及び信号検波器３４に接続されている。信号発生器３１が掃引して出力する正弦波状のパルス信号は、第２入射波として、方向性結合器３３及び信号検波器３４に入力される。
【0106】
信号発生器３１が第１入射波として掃引して出力する正弦波状のパルス信号の電圧振幅は、周波数に対して一定であってよい。信号発生器３１が第２入射波として掃引して出力する正弦波状のパルス信号の電圧振幅は、周波数に対して一定であってよい。第１入射波としてのパルス信号の電圧振幅と、第２入射波としてのパルス信号の電圧振幅とは、同じであってよい。
【0107】
方向性結合器３２は、接続端Ｃ１と、信号発生器３１と、信号検波器３４とを相互に接続する。信号発生器３１からの第１入射波は、方向性結合器３２、接続端Ｃ１、及び第１導線１０を介して、伝送線路２０の第１端Ｔ１に入力される。伝送線路２０の第１端Ｔ１からの第１反射波は、第１導線１０、接続端Ｃ１、及び方向性結合器３２を介して、信号検波器３４に入力される。
【0108】
方向性結合器３３は、接続端Ｃ２と、信号発生器３１と、信号検波器３４とを相互に接続する。信号発生器３１からの第２入射波は、方向性結合器３３、接続端Ｃ２、及び第２導線１１を介して、伝送線路２０の第２端Ｔ２に入力される。伝送線路２０の第２端Ｔ２からの第２反射波は、第２導線１１、接続端Ｃ２、及び方向性結合器３３を介して、信号検波器３４に入力される。
【0109】
信号検波器３４は、信号発生器３１から入力される第１入射波、及び、方向性結合器３２から入力される第１反射波を検波する。信号検波器３４は、信号発生器３１が掃引して出力する正弦波状のパルス信号の周波数毎に、第１入射波に対する第１反射波のベクトル比を検出してよい。本開示において「ベクトル比」とは、入射波に対する反射波の反射率及び位相差によって規定されるベクトルである。ここで、入射波に対する反射波の反射率とは、反射波の電圧振幅を入射波の電圧振幅で割ったものであってよい。また、入射波に対する反射波の位相差とは、反射波の位相から入射波の位相を引いたものであってよい。
【0110】
信号検波器３４は、信号発生器３１から入力される第２入射波、及び、方向性結合器３３から入力される第２反射波を検波する。信号検波器３４は、信号発生器３１が掃引して出力する正弦波状のパルス信号の周波数毎に、第２入射波に対する第２反射波のベクトル比を検出してよい。
【0111】
このように、信号検波器３４は、入射波に対する反射波の反射率及び位相差を相対値として検出することができる。このような構成とすることで、信号検波器３４は、入射波に揺らぎがあっても、揺らぎをキャンセルして入射波に対する反射波の反射率及び位相差を検出することができる。換言すると、信号検波器３４は、入射波のジッターを除去することができ、時間的な信号の揺らぎの無い、同期の取れた測定を行うことができる。
【0112】
信号検波器３４は、通過帯域が可変なフィルタ（例えば、バンドパスフィルタ又はＩＦ（Intermediate Frequency）フィルタ）を含んで構成されていてよい。フィルタがバンドパスフィルタである場合、バンドパスフィルタの通過帯域は、制御部３６からの指令に応じて制御され得る。制御部３６は、信号発生器３１が出力している正弦波状のパルス信号を通過させ、その他の周波数の信号を減衰させるように、バンドパスフィルタの通過帯域を制御する。このような構成とすることで、信号検波器３４が含むバンドパスフィルタは、反射波に含まれるノイズのうち、信号発生器３１が出力している正弦波状のパルス信号の周波数以外の周波数帯のノイズを減衰させることができる。従って、信号検波器３４は、検出装置３０が受信する反射波のＳＮ比を改善させることができる。
【0113】
なお、信号検波器３４がバンドパスフィルタを含むことは、必須ではない。信号検波器３４は、バンドパスフィルタを含んでいなくてもよい。
【0114】
信号検波器３４は、アナログ信号の状態で入射波及び反射波を検波してもよい。信号検波器３４は、デジタル信号の状態で入射波及び反射波を検波してもよい。
【0115】
記憶部３５は、例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限定されない。記憶部３５は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部３５には、検出装置３０の動作に用いられるデータと、検出装置３０の動作によって得られたデータとが記憶される。
【0116】
制御部３６は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）若しくはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。制御部３６は、検出装置３０の各部を制御しながら、検出装置３０の動作に関わる処理を実行する。
【0117】
制御部３６は、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる。信号発生器３１が第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力することにより、制御部３６に、信号検波器３４を介して第１入射波が入力される。また、制御部３６に、方向性結合器３２及び信号検波器３４を介して第１反射波が入力される。
【0118】
制御部３６は、信号検波器３４から、第１入射波の周波数毎に、第１入射波に対する第１反射波の反射率及び位相差を取得する。制御部３６は、第１入射波に対する第１反射波の反射率に基づいて、反射率の周波数領域デーを取得する。以下、第１入射波に対する第１反射波の反射率に基づいて取得される反射率の周波数領域データは、「第１反射率の周波数領域データ」とも記載される。制御部３６は、第１入射波に対する第１反射波の位相差に基づいて、位相差の周波数領域データを取得する。以下、第１入射波に対する第１反射波の位相差に基づいて取得される位相差の周波数領域データは、「第１位相差の周波数領域データ」とも記載される。制御部３６は、第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換して、第１反射波の時間領域データを取得する。この第１反射波の時間領域データは、図５に示すような第１時間に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データに対応し得る。
【0119】
制御部３６は、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる。信号発生器３１が第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力することにより、制御部３６に、信号検波器３４を介して第２入射波が入力される。また、制御部３６に、方向性結合器３３及び信号検波器３４を介して第２反射波が入力される。
【0120】
制御部３６は、信号検波器３４から、第２入射波の周波数毎に、第２入射波に対する第２反射波の反射率及び位相差を取得する。制御部３６は、第２入射波に対する第２反射波の反射率に基づいて、反射率の周波数領域データを取得する。以下、第２入射波に対する第２反射波の反射率に基づいて取得される反射率の周波数領域データは、「第２反射率の周波数領域データ」とも記載される。制御部３６は、第２入射波に対する第２反射波の位相差に基づいて、位相差の周波数領域データを取得する。以下、第２入射波に対する第２反射波の位相差に基づいて取得される位相差の周波数領域データは、「第２位相差の周波数領域データ」とも記載される。制御部３６は、第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換して、第２反射波の時間領域データを取得する。第２反射波の時間領域データは、図５に示すような第２時間に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データに対応し得る。
【0121】
制御部３６は、第１電圧データとして第１反射波の時間領域データを用い、第２電圧データとして第２反射波の時間領域データを用いることにより、上述のようにして、伝送線路２０に印加された磁界の強度及び位置を検出する。
【0122】
制御部３６は、伝送線路２０に印加された磁界の強度及び位置を検出する際、第１オフセットデータ及び第２オフセットデータを用いてもよい。第１オフセットデータは、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出された第１反射波のデータである。第２オフセットデータは、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出された第２反射波のデータである。
【0123】
制御部３６は、第１生データから、第１オフセットデータを引くことにより、検出対象の磁界の強度及び位置を検出するための第１電圧データを取得してよい。第１生データは、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出された第１反射波のデータである。制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、第１生データとして用いてよい。この場合、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、第１オフセットデータとして記憶部３５に格納させてよい。また、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第１反射波の時間領域データを、第１生データとして用いてもよい。この場合、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第１反射波の時間領域データを、第１オフセットデータとして記憶部３５に格納させてよい。
【0124】
制御部３６は、第２生データから、第２オフセットデータを引くことにより、検出対象の磁界の強度及び位置を検出するための第２電圧データを取得してよい。第２生データは、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出された第２反射波のデータである。制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、第２生データとして用いてよい。この場合、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、第２オフセットデータとして記憶部３５に格納させてよい。また、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第２反射波の時間領域データを、第２生データとして用いてもよい。この場合、制御部３６は、伝送線路２０に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第２反射波の時間領域データを、第２オフセットデータとして記憶部３５に格納させてよい。
【0125】
このような第１オフセットデータ及び第２オフセットデータを用いることにより、検出対象の磁界が伝送線路２０に印加されること以外の他の要因で生じた反射波の影響が低減され得る。他の要因は、例えば、伝送線路２０の構成要素の機械的な公差、伝送線路２０の曲げ等により生じる歪み、初期状態から印加されている環境磁界、及び伝送線路間（例えば、５０Ω同軸ケーブルと伝送線路２０）のインピーダンス不整合等である。初期状態から印加されている環境磁界は、例えば、地磁気又は電子機器等から発生する磁界である。
【0126】
（磁気検出装置の動作例）
以下、磁気検出装置１の動作の一例を、図１０及び図１１を参照して説明する。以下、検出対象の磁界は、伝送線路に印加される外部磁界であるとする。また、制御部３６が図１０に示す処理を実行する際、伝送線路２０に外部磁界が印加されていないものとする。
以下、磁気検出装置１の動作の一例を、図１０及び図１１を参照して説明する。以下、検出対象の磁界は、伝送線路に印加される外部磁界であるとする。また、制御部３６が図１０に示す処理を実行する際、伝送線路２０に外部磁界が印加されていないものとする。
【0127】
制御部３６は、伝送線路２０に外部磁界が印加されていないときに、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる（ステップＳ１０）。信号発生器３１が第１入射波として掃引して出力する正弦波状のパルス信号の電圧振幅は、周波数に対して一定であってよい。
【0128】
制御部３６は、信号検波器３４を介して入力される第１入射波と、方向性結合器３２及び信号検波器３４を介して入力される第１反射波とによって、第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、取得する（ステップＳ１１）。
【0129】
制御部３６は、ステップＳ１１の処理で取得した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、第１反射波の時間領域データに変換する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理において、制御部３６は、この第１反射波の時間領域データを、第１オフセットデータとして取得して、記憶部３５に格納させる。この第１反射波の時間領域データは、ステップＳ１０の処理において信号発生器３１が出力するパルス信号の電圧振幅が周波数に対して一定である場合、インパルス信号としての第１入射波に対するインパルス応答となり得る。
【0130】
制御部３６は、伝送線路２０に外部磁界が印加されていないときに、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる（ステップＳ１３）。信号発生器３１が第２入射波として掃引して出力する正弦波状のパルス信号の電圧振幅は、周波数に対して一定であってよい。
【0131】
制御部３６は、信号検波器３４を介して入力される第２入射波と、方向性結合器３３及び信号検波器３４を介して入力される第２反射波とによって、第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、取得する（ステップＳ１４）。
【0132】
制御部３６は、ステップＳ１４の処理で取得した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、第２反射波の時間領域データに変換する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理において、制御部３６は、この第２反射波の時間領域データを、第２オフセットデータとして取得して、記憶部３５に格納させる。この第２反射波の時間領域データは、ステップＳ１３の処理において信号発生器３１が出力するパルス信号の電圧振幅が周波数に対して一定である場合、インパルス信号としての第２入射波に対するインパルス応答となり得る。
【0133】
ステップＳ１５の処理が実行された後、伝送線路２０に外部磁界が印加される。検出装置３０は、図１１に示すような処理に進む。
【0134】
制御部３６は、伝送線路２０に外部磁界が印加されているときに、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第１入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理で信号発生器３１が出力する第１入射波の波形は、ステップＳ１０の処理で信号発生器３１が出力する第１入射波の波形と同じである。
【0135】
制御部３６は、信号検波器３４を介して入力される第１入射波と、方向性結合器３２及び信号検波器３４を介して入力される第１反射波とによって、第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、取得する（ステップＳ１７）。
【0136】
制御部３６は、ステップＳ１７の処理で取得した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、第１反射波の時間領域データに変換する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の処理において、制御部３６は、この第１反射波の時間領域データを、第１生データとして取得する。
【0137】
制御部３６は、ステップＳ１８の処理で取得した第１生データから、ステップＳ１２の処理で取得した第１オフセットデータを引くことにより、第１電圧データを取得する（ステップＳ１９）。
【0138】
制御部３６は、伝送線路２０に外部磁界が印加されているときに、信号発生器３１を制御して、信号発生器３１に、第２入射波としての正弦波状のパルス信号を掃引して出力させる（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の処理で信号発生器３１が出力する第２入射波の波形は、ステップＳ１３の処理で信号発生器３１が出力する第１入射波の波形と同じである。
【0139】
制御部３６は、信号検波器３４を介して入力される第２入射波と、方向性結合器３３及び信号検波器３４を介して入力される第２反射波とによって、第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、取得する（ステップＳ２１）。
【0140】
制御部３６は、ステップＳ２１の処理で取得した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを逆フーリエ変換することにより、第２反射波の時間領域データに変換する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理において、制御部３６は、この第２反射波の時間領域データを、第２生データとして取得する。
【0141】
制御部３６は、ステップＳ２２の処理で取得した第２生データから、ステップＳ１５の処理で取得した第２オフセットデータを引くことにより、第２電圧データを取得する（ステップＳ２３）。
【0142】
制御部３６は、ステップＳ１９の処理で取得した第１電圧データと、ステップＳ２３の処理で取得した第２電圧データとを合成して、合成データを生成する（ステップＳ２４）。
【0143】
制御部３６は、ステップＳ２４の処理で取得した合成データに基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の強度を検出する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の処理では、制御部３６は、第１時間及び第２時間の少なくとも何れかに基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の位置を検出する。
【0144】
なお、ステップＳ１２の処理において、制御部３６は、ステップＳ１１の処理で取得した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、第１オフセットデータとして取得して、記憶部３５に格納させてもよい。この場合、制御部３６は、ステップＳ１８の処理において、ステップＳ１７の処理で取得した第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データを、第１生データとして取得してよい。ステップＳ１９の処理において、制御部３６は、第１生データを逆フーリエ変換したものから、第１オフセットデータを逆フーリエ変換したものを引くことにより、第１電圧データを取得してよい。
【0145】
また、ステップＳ１５の処理において、制御部３６は、ステップＳ１４の処理で取得した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、第２オフセットデータとして取得して、記憶部３５に格納させてもよい。この場合、制御部３６は、ステップＳ２２の処理において、ステップＳ２１の処理で取得した第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データを、第２生データとして取得してよい。ステップＳ２３の処理において、制御部３６は、第２生データを逆フーリエ変換したものから、第２オフセットデータを逆フーリエ変換したものを引くことにより、第２電圧データを取得してよい。
【0146】
また、ステップＳ１２の処理にて取得される第１反射波の時間領域データは、ステップＳ１０の処理にて信号発生器３１が出力するパルス信号の電圧振幅が周波数に対して一定である場合、インパルス信号としての第１入射波に対するインパルス応答となり得る。ステップＳ１２の処理において、制御部３６は、インパルス信号を時間に対して積分することにより、ステップ信号に変換してもよい。この場合、第１反射波の時間領域データは、ステップ信号としての第１入射波に対するステップ応答となり得る。ステップＳ１２の処理と同様に、ステップＳ１８の処理において、制御部３６は、インパルス信号を時間に対して積分することにより、ステップ信号に変換してもよい。
【0147】
また、ステップＳ１２，Ｓ１８の処理において、制御部３６は、第１反射率の周波数領域データ及び第１位相差の周波数領域データについて、逆フーリエ変換をしてから積分する代わりに、周波数領域で畳み込み積分処理を行ってから逆フーリエ変換をしてもよい。このような処理により、制御部３６は、逆フーリエ変換をしてから積分処理をする場合に比べて、計算にかかる時間を低減することができる。
【0148】
また、ステップＳ１５の処理にて取得される第２反射波の時間領域データは、ステップＳ１３の処理にて信号発生器３１が出力するパルス信号の電圧振幅が周波数に対して一定である場合、インパルス信号としての第２入射波に対するインパルス応答となり得る。ステップＳ１５の処理において、制御部３６は、インパルス信号を時間に対して積分することにより、ステップ信号に変換してもよい。この場合、第２反射波の時間領域データは、ステップ信号としての第２入射波に対するステップ応答となり得る。ステップＳ１５の処理と同様に、ステップＳ２２の処理において、制御部３６は、インパルス信号を時間に対して積分することにより、ステップ信号に変換してもよい。
【0149】
また、ステップＳ１５，Ｓ２２の処理において、制御部３６は、第２反射率の周波数領域データ及び第２位相差の周波数領域データについて、逆フーリエ変換をしてから積分する代わりに、周波数領域で畳み込み積分処理を行ってから逆フーリエ変換をしてもよい。このような処理により、制御部３６は、逆フーリエ変換をしてから積分処理をする場合に比べて、計算にかかる時間を低減することができる。
【0150】
このような第１実施形態に係る磁気検出装置１によれば、以下に説明するように、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを精度良く検出することができきる。
【0151】
比較例として、図４に示すような、検出装置３０が、接続端Ｃ１を介して伝送線路２０の第１端Ｔ１からのみ入射波を入力して、反射波の電圧を検出する例を挙げる。この比較例では、図４に示すような第１端Ｔ１と位置Ｐとの間の距離Ｘが長くなるほど、入射波及び反射波が伝送線路２０を伝搬する伝搬距離が長くなることにより、接続端Ｃ１に到達したときの反射波が減衰し得る。例えば、図１２に示すように、伝搬距離が長くなるほど、接続端Ｃ１に到達したときの反射波の電圧は、小さくなり得る。図１２における伝搬距離は、入射波及び反射波としてのパルス信号が接続端Ｃ１と位置Ｐとを往復する際に伝搬する距離である。上述のように、反射波の電圧が小さくなると、反射波の電圧がノイズの影響を受けやすくなる。反射波の電圧がノイズの影響を受けやすくなると、上述のように、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを精度良く検出することが困難となり得る。
【0152】
これに対し、第１実施形態に係る磁気検出装置１では、検出装置３０が、第１反射波と第２反射波とを合成する。例えば、検出装置３０は、第１電圧データと第２電圧データとを合成することにより、合成データを取得する。合成データは、以下に説明するように、伝搬距離への依存が小さくなり得る。
【0153】
図１３には、伝搬距離に対する合成データの一例を示す。第１電圧データは、第１伝搬距離に対する第１反射波の電圧を示す。第１伝搬距離は、第１入射波及び第１反射波としてのパルス信号が、図４に示すような接続端Ｃ１と位置Ｐとを往復する際に伝搬する距離である。第２電圧データは、第２伝搬距離に対する第２反射波の電圧を示す。第２伝搬距離は、第２入射波及び第２反射波としてのパルス信号が、図４に示すような接続端Ｃ２と位置Ｐとを往復する際に伝搬する距離である。合成データは、第１電圧データと第２電圧データとを合成したものである。
【0154】
例えば、図１３における第１伝搬距離は、図４に示すような第１端Ｔ１と位置Ｐとの間の距離Ｘが長くなるほど、長くなり得る。つまり、第１端Ｔ１と位置Ｐとの間の距離Ｘが長くなるほど、図１３に示すように、第１伝搬距離が長くなり、第１反射波の電圧の減衰が大きくなり得る。これに対し、図１３における第２伝搬距離は、第１端Ｔ１と位置Ｐとの間の距離Ｘが長くなるほど、短くなり得る。つまり、第１端Ｔ１と位置Ｐとの間の距離Ｘが長くなるほど、図１３に示すように、第２伝搬距離が短くなり、第２反射波の電圧の減衰が小さなり得る。このような第１反射波と第２反射波とを合成することにより、合成データは、伝搬距離への依存が小さくなり得る。合成データが伝搬距離への依存が小さくなることにより、磁界を検出する際のノイズの影響が低減され得る。
【0155】
よって、本実施形態では、検出装置３０が第１反射波と第２反射波とを合成することにより、磁界を検出する際のノイズの影響が低減され得る。このような構成とすることで、本実施形態に係る検出装置３０及び磁気検出方法は、外部磁界の磁界強度ＨＥＸを精度良く検出することができる。
【0156】
また、第１実施形態に係る磁気検出装置１によれば、伝送線路２０に印加された外部磁界の強度と、当該外部磁界の位置とを、同時に検出することができる。このような構成とすることで、伝送線路２０において検出対象から発生した不均一な外部磁界を検出することができる。従って、磁気検出装置１は、検出対象である磁性材の磁化分布により発生した外部磁界、及び測定対象である金属表面の欠陥による磁界分布により発生した外部磁界等を検出することが可能となる。また、磁気検出装置１は、地磁気検出、渦電流探傷、磁気顕微鏡、電流センサ、及び脳磁計等のような、多種多様な計測機器に対して適用可能である。
【0157】
また、第１実施形態に係る磁気検出装置１によれば、伝送線路セット２は、１つの伝送線路２０を含んで構成される。伝送線路セット２が１つの伝送線路２０を含んで構成されることにより、伝送線路セット２の構成が簡素化され得る。
【0158】
また、第１実施形態に係る磁気検出装置１によれば、検出装置３０は、インパルス応答又はステップ応答としての第１反射波の時間領域データ及び第２反射波の時間領域データを取得することができる。このような構成とすることで、検出装置３０は、磁界強度を精度良く検出することができる。
【0159】
（第２実施形態）
図１４は、第２実施形態に係る磁気検出装置１０１の概略構成を示す図である。磁気検出装置１０１は、伝送線路セット１０２と、検出装置１３０とを備える。磁気検出装置１０１は、第１導線１０及び第２導線１１と、終端抵抗４０及び終端抵抗４１とをさらに備えてよい。
図１４は、第２実施形態に係る磁気検出装置１０１の概略構成を示す図である。磁気検出装置１０１は、伝送線路セット１０２と、検出装置１３０とを備える。磁気検出装置１０１は、第１導線１０及び第２導線１１と、終端抵抗４０及び終端抵抗４１とをさらに備えてよい。
【0160】
伝送線路セット１０２は、伝送線路（第１伝送線路）１２０Ａと、伝送線路（第２伝送線路）１２０Ｂとを含む。伝送線路１２０Ａの長さと伝送線路１２０Ｂの長さとは、同じ長さＢである。伝送線路１２０Ａ及び伝送線路１２０Ｂは、図１に示すような伝送線路２０と同じ構成であってよい。伝送線路１２０Ａの特性インピーダンスと、伝送線路１２０Ｂの特性インピーダンスとは、略等しくてよい。
【0161】
線状の伝送線路１２０Ａと、線状の伝送線路１２０Ｂとは、平行に配置されている。伝送線路１２０Ａの軸方向と、伝送線路１２０Ｂの軸方向とは、同じ方向に沿ってよい。平行に配置される伝送線路１２０Ａと伝送線路１２０Ｂとの間の間隔は、検出対象の磁界分布及び伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂの電気的特性等を考慮して、適宜設定されてよい。
【0162】
伝送線路セット１０２の一端の側には、伝送線路１２０Ａの端と伝送線路１２０Ｂの端が位置する。第１端Ｔ１は、伝送線路セット１０２の一端の側に位置する、伝送線路１２０Ａの端及び伝送線路１２０Ｂの端のうち、伝送線路１２０Ａの端に位置する。伝送線路１２０Ａの２つの端のうちの、伝送線路１２０Ａの第１端Ｔ１が位置しない方の端には、第３端Ｔ３が位置する。
【0163】
伝送線路セット１０２の他端の側には、伝送線路１２０Ａの端と伝送線路１２０Ｂの端が位置する。第２端Ｔ２は、伝送線路セット１０２の他端の側に位置する、伝送線路１２０Ａの端及び伝送線路１２０Ｂの端のうち、伝送線路１２０Ｂの端に位置する。伝送線路１２０Ｂの２つの端のうちの、伝送線路１２０Ｂの第２端Ｔ２が位置しない方の端には、第４端Ｔ４が位置する。
【0164】
終端抵抗４０は、第３端Ｔ３に接続されている。終端抵抗４０は、伝送線路１２０Ａの特性インピーダンスと略等しい抵抗値を有し得る。第３端Ｔ３に終端抵抗４０が接続されていることにより、第３端Ｔ３では、反射波の発生が低減され得る。第３端Ｔ３は、終端抵抗４０の代わりに、アッテネータ（減衰器）に接続されてもよい。
【0165】
終端抵抗４１は、第４端Ｔ４に接続されている。終端抵抗４１は、伝送線路１２０Ｂの特性インピーダンスと略等しい抵抗値を有し得る。第４端Ｔ４に終端抵抗４１が接続されていることにより、第４端Ｔ４では、反射波の発生が低減され得る。第４端Ｔ４は、終端抵抗４１の代わりに、アッテネータ（減衰器）に接続されてもよい。
【0166】
【0167】
検出装置１３０は、接続端Ｃ１に、第１入射波としてパルス信号を入力し得る。接続端Ｃ１から入力された第１入射波は、第１導線１０を伝搬した後、第１端Ｔ１から伝送線路１２０Ａに入力される。第１端Ｔ１から入力された第１入射波は、第１端Ｔ１から第３端Ｔ３に向かう方向に、伝送線路１２０Ａを進行する。第１入射波が、伝送線路１２０Ａのインピーダンスの不整合が生じている位置に、例えば位置Ｐに、進行すると、当該インピーダンスの不整合が生じている位置で、第１反射波が生じ得る。第１反射波は、第１入射波の進行方向とは逆方向に、すなわち、第３端Ｔ３から第１端Ｔ１に向かう方向に、伝送線路１２０Ａを進行する。第１入射波の進行方向とは逆方向に進行した第１反射波は、第１端Ｔ１及び第１導線１０を経由して、接続端Ｃ１に到達し得る。
【0168】
検出装置１３０は、接続端Ｃ１から第１反射波を検出し得る。また、検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第１時間を検出し得る。
【0169】
検出装置１３０は、接続端Ｃ２に、第２入射波としてパルス信号を入力し得る。接続端Ｃ２から入力された第２入射波は、第２導線１１を伝搬した後、第２端Ｔ２から伝送線路１２０Ｂに入力される。第２端Ｔ２から入力された第２入射波は、第２端Ｔ２から第４端Ｔ４に向かう方向に、伝送線路１２０Ｂを進行する。第２入射波が、伝送線路１２０Ｂのインピーダンスの不整合が生じている位置に、例えば位置Ｐに、進行すると、当該インピーダンスの不整合が生じている位置で、第２反射波が生じ得る。第２反射波は、第２入射波の進行方向とは逆方向に、すなわち、第４端Ｔ４から第２端Ｔ２に向かう方向に、伝送線路１２０Ｂを進行する。第２入射波の進行方向とは逆方向に進行した第２反射波は、第２端Ｔ２及び第２導線１１を経由して、接続端Ｃ２に到達し得る。
【0170】
検出装置１３０は、接続端Ｃ２から第２反射波を検出し得る。また、検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第２時間を検出し得る。
【0171】
検出装置１３０は、接続端Ｃ１に第１入射波を入力しながら、接続端Ｃ２に第２入射波を入力してもよい。この場合、検出装置１３０は、接続端Ｃ１から第１反射波を検出しながら、接続端Ｃ２から第２反射波を検出してもよい。
【0172】
検出装置１３０が第１反射波及び第２反射波を検出することにより、図１６に示すような電圧データが得られる。
【0173】
図１６には、時間に対する反射波の電圧データを示す。図１６では、第１時間に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データと、第２時間に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データとを合わせて示す。図１６では、第１時間と第２時間とを、同じに時間の軸に示す。
【0174】
図１６では、図１５に示すような第１入射波として、限定ではないが、正のパルス信号が用いられている。そのため、第１反射波は、正のパルス信号となる。また、図１５に示すような第２入射波として、限定ではないが、負のパルス信号が用いられている。そのため、第２反射波は、負のパルス信号となる。
【0175】
検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第１反射波と第２反射波とを合成して、合成値を取得してよい。検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第１電圧データの電圧のピーク値と第２電圧データの電圧のピーク値とを合成することにより、合成値を取得してよい。この際、図１６に示す例では、検出装置１３０は、第１電圧データの電圧のピーク値から第２電圧データの電圧のピーク値を減算することにより、合成値を取得してよい。検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、合成値に基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出してよい。
【0176】
検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第１電圧データと、第２電圧データとを、合成してよい。検出装置３０は、第１電圧データと第２電圧データとを合成することにより、合成データを取得してよい。
【0177】
【0178】
第１実施形態にて上述したように、位置Ｐの位置にかかわらず、図１７に示すような電圧データの伝搬距離の軸上において、基準距離ＤＭと第１距離ｐ１との間の差（Ｂ－２Ｘ）と、第２距離ｐ２と基準距離ＤＭとの間の差（Ｂ－２Ｘ）とは、等しくなり得る。
【0179】
第１実施形態と同様に、検出装置１３０は、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させる。例えば、図１８に示すように、検出装置１３０は、第２電圧データを、基準距離ＤＭを対称軸として反転させてよい。
【0180】
検出装置１３０は、第１電圧データ及び第２電圧データの一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させると、第１実施形態と同様に、第１電圧データと第２電圧データとを合成して、合成データを取得する。この際、図１８に示す例では、検出装置１３０は、第１電圧データから第２電圧データを引くことにより、合成データを取得する。このような処理により、検出装置１３０は、図１９に示すような合成データを取得する。
【0181】
検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、図１９に示すような合成データの電圧のピーク値を、合成値として取得してよい。検出装置１３０は、合成値に基づいて、第１実施形態と同様にして、伝送線路セット１０２に印加された磁界の磁界強度ＨＥＸを検出する。
【0182】
ここで、説明の便宜上、第１時間に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データと、第２時間に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データとの合成を、図１７から図１９を用いて説明した。ただし、第１実施形態と同様に、第１距離に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データ及び第２距離に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データに対する処理は、図１６に示すような第１電圧データ及び第２電圧データに対する処理と言い換えられ得る。例えば、図１７に示すような第１電圧分布及び第２電圧分布の一方を、基準距離ＤＭを対称軸として反転させる処理は、図１６に示すような第１電圧分布及び第２電圧分布の一方を、基準時間ｔＭを対称軸として反転させる処理と言い換えられ得る。また、図１９に示すような伝搬距離の軸上で第１電圧データと第２電圧データとを合成する処理は、第１時間及び第２時間の時間軸上で第１電圧データと第２電圧データとを合成する処理と言い換えられ得る。
【0183】
検出装置１３０は、第１実施形態と同様に、第１時間及び第２時間の少なくとも何れかを用いることにより、磁界強度ＨＥＸの外部磁界が印加されている位置Ｐを検出してよい。
【0184】
（検出装置の構成例）
図２０を参照して、検出装置１３０の詳細な構成の一例を説明する。ただし、検出装置１３０の構成は、図２０に示すような構成に限定されない。例えば、検出装置１３０は、図９に示すようなベクトルネットワークアナライザとして構成されてもよい。
図２０を参照して、検出装置１３０の詳細な構成の一例を説明する。ただし、検出装置１３０の構成は、図２０に示すような構成に限定されない。例えば、検出装置１３０は、図９に示すようなベクトルネットワークアナライザとして構成されてもよい。
【0185】
図２０に示すように、検出装置１３０は、信号発生器１３１と、コネクタ１３２，１３３と、入力回路１３４，１３５と、ＡＤＣ（Analog-to-digital converter）１３６，１３７と、記憶部１３８と、制御部１３９とを有する。
【0186】
信号発生器１３１は、電圧パルス信号を生成する。信号発生器１３１は、コネクタ１３２に接続されている。信号発生器１３１が生成したパルス信号は、第１入射波として、コネクタ１３２に入力される。また、信号発生器１３１は、コネクタ１３３に接続されている。信号発生器１３１が生成したパルス信号は、第２入射波として、コネクタ１３３に入力される。
【0187】
信号発生器１３１は、パルス信号として、短パルス信号又は立ち上がり時間が高速なパルス信号を生成してよい。このようなパルス信号を生成することにより、検出装置１３０が複数の反射波を検出する場合、複数の反射波を分離することが容易なり得る。また、このようなパルス信号を生成することにより、信号発生器１３１の消費電力が低減され得る。
【0188】
信号発生器１３１が生成するパルス信号は、特に限定しないが、例えば、立ち上がり時間が２００［ｐｓ］、パルス幅が５００［ｐｓ］、及びパルス高さが１［Ｖ］等であってよい。
【0189】
信号発生器１３１が生成するパルス信号は、任意の形状であってよい。信号発生器１３１が生成するパルス信号は、例えば、矩形波状、正弦波状、三角波状、又は鋸波状等であってよい。
【0190】
信号発生器１３１は、第１入射波としてのパルス信号と、第２入射波としてのパルス信号とを同時に生成してもよい。第１入射波及び第２入射波を同時に生成する場合、信号発生器１３１は、電圧の正負の極性が同じ第１入射波及び第２入射波を生成してもよいし、電圧の正負の極性が異なる第１入射波及び第２入射波を生成してもよい。電圧の正負の極性が異なる第１入射波及び第２入射波を生成する場合、信号発生器１３１は、差動出力によって、第１入射波としてのパルス信号及び第２入射波としてのパルス信号を生成してもよい。
【0191】
コネクタ１３２は、信号発生器１３１と、入力回路１３４と、接続端Ｃ１とを相互に接続する。コネクタ１３２は、例えば、Ｔ型コネクタであってよい。信号発生器１３１からの第１入射波は、コネクタ１３２、接続端Ｃ１、及び第１導線１０を介して、伝送線路１２０Ａの第１端Ｔ１に入力される。また、信号発生器１３１からの第１入射波は、コネクタ１３２を介して、入力回路１３４に入力される。伝送線路１２０Ａの第１端Ｔ１からの第１反射波は、第１導線１０、接続端Ｃ１、及びコネクタ１３２を介して、入力回路１３４に入力される。
【0192】
コネクタ１３３は、信号発生器１３１と、入力回路１３５と、接続端Ｃ２とを相互に接続する。コネクタ１３３は、例えば、Ｔ型コネクタであってよい。信号発生器１３１からの第２入射波は、コネクタ１３３、接続端Ｃ２、及び第２導線１１を介して、伝送線路１２０Ｂの第２端Ｔ２に入力される。また、信号発生器１３１からの第２入射波は、コネクタ１３３を介して、入力回路１３５に入力される。伝送線路１２０Ｂの第２端Ｔ２からの第２反射波は、第２導線１１、接続端Ｃ２、及びコネクタ１３３を介して、入力回路１３５に入力される。
【0193】
入力回路１３４は、信号発生器１３１からコネクタ１３２を介して入力される第１入射波を検出する。入力回路１３４は、伝送線路１２０Ａの第１端Ｔ１から、第１導線１０、接続端Ｃ１、及びコネクタ１３２を介して入力される第１反射波を検出する。入力回路１３４は、減衰回路及びプリアンプ等を含んで構成されていてよい。入力回路１３４は、アナログ信号として入力される第１入射波及び第１反射波の電圧振幅が、ＡＤＣ１３６の入力仕様に対し適切な範囲になるように、第１入射波及び第１反射波の電圧振幅を調整する。入力回路１３４は、調整したアナログ信号を、ＡＤＣ１３６に出力する。
【0194】
入力回路１３５は、信号発生器１３１からコネクタ１３３を介して入力される第２入射波を検出する。入力回路１３５は、伝送線路１２０Ｂの第２端Ｔ２から、第２導線１１、接続端Ｃ２、及びコネクタ１３３を介して入力される第２反射波を検出する。入力回路１３５は、減衰回路及びプリアンプ等を含んで構成されていてよい。入力回路１３５は、アナログ信号として入力される第２入射波及び第２反射波の電圧振幅が、ＡＤＣ１３７の入力仕様に対し適切な範囲になるように、第２入射波及び第２反射波の電圧振幅を調整する。入力回路１３５は、調整したアナログ信号を、ＡＤＣ１３７に出力する。
【0195】
ＡＤＣ１３６には、入力回路１３４から、アナログ信号が入力される。ＡＤＣ１３６は、入力されるアナログ信号を、デジタルデータに変換する。ＡＤＣ１３６は、変換したデジタルデータを、制御部１３９に出力する。
【0196】
ＡＤＣ１３７には、入力回路１３５から、アナログ信号が入力される。ＡＤＣ１３７は、入力されるアナログ信号を、デジタルデータに変換する。ＡＤＣ１３７は、変換したデジタルデータを、制御部１３９に出力する。
【0197】
記憶部１３８は、例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限定されない。記憶部１３８は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部１３８には、検出装置１３０の動作に用いられるデータと、検出装置１３０の動作によって得られたデータとが記憶される。
【0198】
制御部１３９は、図９に示すような制御部３６と同様に、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。制御部１３９は、検出装置１３０の各部を制御しながら、検出装置１３０の動作に関わる処理を実行する。
【0199】
制御部１３９は、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第１入射波を出力させる。信号発生器１３１が第１入射波を出力することにより、制御部１３９は、ＡＤＣ１３６から、第１入射波及び第１反射波のデジタルデータを取得する。制御部１３９は、取得したデジタルデータに基づいて、第１時間及び第１反射波の電圧を検出する。制御部１３９は、第１時間及び第１反射波の電圧を検出することにより、図１６に示すような第１電圧データを取得する。
【0200】
制御部１３９は、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第２入射波を出力させる。信号発生器１３１が第２入射波を出力することにより、制御部１３９は、ＡＤＣ１３７から、第２入射波及び第２反射波のデジタルデータを取得する。制御部１３９は、取得したデジタルデータに基づいて、第２時間及び第２反射波の電圧を検出する。制御部１３９は、第２時間及び第２反射波の電圧を検出することにより、図１６に示すような第２電圧データを取得する。
【0201】
制御部１３９は、第１電圧データ及び第２電圧データを用いることにより、上述のようにして、伝送線路セット１０２に印加された磁界の強度を検出する。また、制御部１３９は、第１時間及び第２時間の少なくとも何れかを用いることにより、伝送線路セット１０２に印加された磁界の位置を検出する。
【0202】
第１実施形態と同様に、制御部１３９は、伝送線路セット１０２に印加された磁界の強度及び位置を検出する際、第１オフセットデータ及び第２オフセットデータを用いてよい。
【0203】
制御部１３９は、第１生データから、第１オフセットデータを引くことにより、検出対象の磁界の強度及び位置を検出するための第１電圧データを取得してよい。第１生データは、伝送線路セット１０２に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第１電圧データである。
【0204】
制御部１３９は、第２生データから、第２オフセットデータを引くことにより、検出対象の磁界の強度及び位置を検出するための第２電圧データを取得してよい。第２生データは、伝送線路セット１０２に検出対象の磁界が印加されているときに検出した第２電圧データである。
【0205】
制御部１３９は、伝送線路セット１０２に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第１電圧データを、第１オフセットデータとして記憶部１３８に格納させてよい。制御部１３９は、伝送線路セット１０２に検出対象の磁界が印加されていないときに検出した第２電圧データを、第２オフセットデータとして記憶部１３８に格納させてよい。
【0206】
このような第１オフセットデータ及び第２オフセットデータを用いることにより、第１実施形態にて上述したように、検出対象の磁界が伝送線路セット１０２に印加されること以外の他の要因で生じた反射波の影響が低減され得る。
【0207】
（磁気検出装置の動作例）
以下、磁気検出装置１０１の動作の一例を、図２１を参照して説明する。以下、検出対象の磁界は、伝送線路セット１０２に印加される外部磁界であるとする。制御部１３９がステップＳ３０の処理を実行する際、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されていないものとする。
以下、磁気検出装置１０１の動作の一例を、図２１を参照して説明する。以下、検出対象の磁界は、伝送線路セット１０２に印加される外部磁界であるとする。制御部１３９がステップＳ３０の処理を実行する際、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されていないものとする。
【0208】
制御部１３９は、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されていないときに、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第１入射波を出力させる（ステップＳ３０）。
【0209】
制御部１３９は、ＡＤＣ１３６から、第１入射波及び第１反射波のデジタルデータを取得して、第１電圧データを取得する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理において、制御部１３９は、この第１電圧データを、第１オフセットデータとして取得して、記憶部１３８に格納させる。
【0210】
制御部１３９は、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されていないときに、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第２入射波を出力させる（ステップＳ３２）。
【0211】
制御部１３９は、ＡＤＣ１３７から、第２入射波及び第２反射波のデジタルデータを取得して、第２電圧データを取得する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の処理において、制御部１３９は、この第２電圧データを、第２オフセットデータとして取得して、記憶部１３８に格納させる。
【0212】
ステップＳ３３の処理が実行された後、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加される。
【0213】
制御部１３９は、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されているときに、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第１入射波を出力させる（ステップＳ３４）。
【0214】
制御部１３９は、ＡＤＣ１３６から、第１入射波及び第１反射波のデジタルデータを取得して、第１電圧データを取得する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の処理において、制御部１３９は、この第１電圧データを、第１生データとして取得する。
【0215】
制御部１３９は、ステップＳ３５の処理で取得した第１生データから、ステップＳ３１の処理で取得した第１オフセットデータを引くことにより、第１電圧データを取得する（ステップＳ３６）。
【0216】
制御部１３９は、伝送線路セット１０２に外部磁界が印加されているときに、信号発生器１３１を制御して、信号発生器１３１に、第２入射波を出力させる（ステップＳ３７）。
【0217】
制御部１３９は、ＡＤＣ１３７から、第２入射波及び第２反射波のデジタルデータを取得して、第２電圧データを取得する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８の処理において、制御部１３９は、この第２電圧データを、第２生データとして取得する。
【0218】
制御部１３９は、ステップＳ３８の処理で取得した第２生データから、ステップＳ３３の処理で取得した第２オフセットデータを引くことにより、第２電圧データを取得する（ステップＳ２９）。
【0219】
制御部１３９は、ステップＳ３６の処理で取得した第１電圧データと、ステップＳ３９の処理で取得した第２電圧データとを合成して、合成データを生成する（ステップＳ４０）。
【0220】
制御部１３９は、ステップＳ４０の処理で生成した合成データに基づいて、伝送線路セット１０２に印加された磁界の強度を検出する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の処理では、制御部３６は、第１時間及び第２時間の何れかに基づいて、伝送線路２０に印加された磁界の位置を検出する。
【0221】
なお、制御部１３９は、ステップＳ３０の処理と、ステップＳ３２の処理とを同時に実行してもよい。また、制御部１３９は、ステップＳ３４の処理と、ステップＳ３７の処理とを同時に実行してもよい。
【0222】
このように第２実施形態では、伝送線路セット１０２が、伝送線路１２０Ａと、伝送線路１２０Ｂとを含む。伝送線路セット１０２が伝送線路１２０Ａ及び伝送線路１２０Ｂを含むことにより、検出装置１３０は、伝送線路１２０Ａの第１端Ｔ１に第１入射波を入力しつつ、伝送線路１２０Ｂの第２端Ｔ２に第２入射波を入力することができる。このような構成とすることで、第２実施形態では、検出装置１３０が磁界の強度及び位置を検出する際にかかる時間が短くなり得る。
【0223】
また、第２実施形態では、検出装置１３０は、第１電圧データ及び第２電圧データを、逆フーリエ変換等の演算処理を実行せずに、取得することができる。このような構成により、検出装置１３０の演算処理が簡易化され得る。
【0224】
第２実施形態に係る検出装置１３０のその他の構成及び効果は、第１実施形態に係る検出装置３０と同様である。
【0225】
（同軸ケーブルの他の例）
図２２には、同軸ケーブルの他の例を示す。図２２に示すような同軸ケーブルは、図１に示すような伝送線路２０として採用されてもよいし、図１４に示すような伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂとして採用されてよい。
図２２には、同軸ケーブルの他の例を示す。図２２に示すような同軸ケーブルは、図１に示すような伝送線路２０として採用されてもよいし、図１４に示すような伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂとして採用されてよい。
【0226】
伝送線路２２０は、第１導体（信号線）２２１と、誘電体２２２と、第２導体（シールド線）２２３と、被覆２２４とを含む。誘電体２２２、第２導体２２３、及び被覆２２４の各々は、図３に示すような誘電体２２、第２導体２３、及び被覆２４の各々と同様の構成である。
【0227】
第１導体２２１は、導体２２５と、磁性膜２２６とを含む。導体２２５は、非磁性の導体である。磁性膜２２６は、磁性材を含む膜である。磁性膜２２６は、導体２２５の表面（導体表面）に形成されている。磁性膜２２６が含む磁性材は、図３に示すような第１導体２１が含む磁性材と同様の磁性材であってよい。
【0228】
磁性膜２２６は、例えば、めっき、蒸着、スパッタリング、又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により、導体２２５の表面に形成されてよい。
【0229】
第１導体２２１の内部では、導体２２５が非磁性の導体であることにより、磁化（磁壁移動）によるインピーダンス変化が起こりにくくなり得る。そのため、第１導体２２１では、ヒステリシスが生じにくくなり得る。このような構成とすることで、伝送線路２２０によって、高感度で磁界が検出され得る。
【0230】
（同軸ケーブルのさらに他の例）
図２３には、同軸ケーブルのさらに他の例を示す。図２３に示すような同軸ケーブルは、図１に示すような伝送線路２０として採用されてもよいし、図１４に示すような伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂとして採用されてよい。
図２３には、同軸ケーブルのさらに他の例を示す。図２３に示すような同軸ケーブルは、図１に示すような伝送線路２０として採用されてもよいし、図１４に示すような伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂとして採用されてよい。
【0231】
伝送線路３２０は、複数の第１導体（信号線）３２１と、誘電体３２２と、第２導体（シールド線）３２３と、被覆３２４とを含む。誘電体３２２、第２導体３２３及び被覆３２４の各々は、図３に示すような誘電体２２、第２導体２３、及び被覆２４の各々と同様の構成である。
【0232】
複数の第１導体３２１の各々の構成は、図３に示すような第１導体２１と同様の構成であってよい。複数の第１導体３２１は、誘電体３２２の内部で束ねられている。
【0233】
このように複数の第１導体３２１を束ねた構成とすることで、複数の第１導体３２１の全体としての抵抗損失が小さくなり得る。そのため、伝送線路３２０の長さが長い場合であっても、入射波及び反射波の減衰が小さくなり得る。従って、長い伝送線路３２０を用いて、伝送線路３２０に印加された磁界の位置及び強度を検出することが可能になる。
【0234】
（伝送線路の他の例）
伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂは、特性インピーダンスを有する構造であれば、同軸ケーブルとして構成されていなくてもよい。例えば、伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂは、平行二線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路又は導波管として構成されていてもよい。図２４から図２７には、伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂに採用可能な同軸ケーブル以外の構成例を示す。
伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂは、特性インピーダンスを有する構造であれば、同軸ケーブルとして構成されていなくてもよい。例えば、伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂは、平行二線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路又は導波管として構成されていてもよい。図２４から図２７には、伝送線路２０，１２０Ａ，１２０Ｂに採用可能な同軸ケーブル以外の構成例を示す。
【0235】
図２４は、平行二線路として構成された伝送線路４２０の概略構成を示す図である。図２４は、伝送線路の断面図に相当する。伝送線路４２０は、第１導体（信号線）４２１と、誘電体４２２と、第２導体（シールド線）４２３とを含む。第１導体４２１は、図３に示すような第１導体２１と同様に磁性材を含む。第１導体４２１は、誘電体４２２上に薄膜として形成されている。
【0236】
図２５は、ストリップ線路として構成された伝送線路５２０の概略構成を示す図である。図２５は、伝送線路５２０の断面図に相当する。伝送線路５２０は、第１導体（信号線）５２１と、誘電体５２２と、第２導体（シールド線）５２３とを含む。第１導体５２１は、図３に示すような第１導体２１と同様に磁性材を含む。第１導体５２１は、誘電体５２２の内部において薄膜として形成されている。
【0237】
図２６は、マイクロストリップ線路として構成された伝送線路６２０の概略構成を示す図である。図２６は、伝送線路６２０の断面図に相当する。伝送線路６２０は、第１導体（信号線）６２１と、誘電体６２２と、第２導体（シールド線）６２３とを含む。第１導体６２１は、図３に示すような第１導体２１と同様に磁性材を含む。第１導体６２１は、誘電体６２２上に薄膜として形成されている。
【0238】
図２７は、コプレーナ線路として構成された伝送線路７２０の概略構成を示す図である。図２７は、伝送線路７２０の断面図に相当する。伝送線路７２０は、第１導体（信号線）７２１と、誘電体７２２と、第２導体（シールド線）７２３とを含む。第１導体７２１は、図３に示すような第１導体２１と同様に磁性材を含む。第１導体７２１は、誘電体７２２上に薄膜として形成されている。
【0239】
【0240】
【0241】
以下、図２４から図２７に示すような伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０における磁気インピーダンス効果について説明する。伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０は、各々、薄膜形状の第１導体４２１，５２１，６２１，７２１を含む。第１導体４２１，５２１，６２１，７２１の各々の厚さをｄとすると、表皮効果が顕著な場合（表皮の深さδ＜＜ｄ／２）、磁気インピーダンス効果によって変化する伝送線路のインピーダンスＺは、以下の数式（７）及び数式（８）で表される。
【0242】
【数7】
【数8】
【0243】
図３に示すような同軸ケーブルとして構成される伝送線路２０と同様に、図２４から図２６に示すような伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０においても、磁気モーメントの回転により、第１導体４２１，５２１，６２１，７２１の周方向の透磁率が変化する。伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０のインピーダンスは、第１導体４２１，５２１，６２１，７２１の周方向の透磁率に依存する。そのため、外部磁界が印加された位置における第１導体４２１，５２１，６２１，７２１の周方向の透磁率が変化すると、外部磁界が印加された位置における伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０のインピーダンスが変化する。
【0244】
図１に示すような検出装置３０は、伝送線路２０の代わりに、図２４から図２７に示すような伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０が用いられる場合、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、数式（７）を用いてよい。図１４に示すような検出装置１３０は、伝送線路１２０Ａ，１２０Ｂの代わりに、図２４から図２７に示すような伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０が用いられる場合、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、数式（７）を用いてよい。また、検出装置３０，１３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（７）の代わりに、数式（７）を近似した式（例えば、直線近似式）を用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。また、検出装置３０，１３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（７）の代わりに、予め取得された、インピーダンスＺＭを磁界強度ＨＥＸに直接関連付けたものを用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。
【0245】
図２４から図２７に示すような伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０は、例えば、フレキシブル基板により構成されてよい。伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０は、フレキシブル基板として構成されることにより、柔軟性を有し得る。伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０が柔軟性を有することにより、同軸ケーブルで構成した場合と同様に、伝送線路４２０，５２０，６２０，７２０の配置の自由度が高まり得る。
【0246】
【0247】
【0248】
（バイアス磁界の印加）
図１に示すような磁気検出装置１は、図２８に示すように、伝送線路２０の周囲にコイル５０を備えていてもよい。コイル５０は、バイアス磁界を印加可能である。例えば、コイル５０には、図２８に示すように、バイアス電流を流すことができる。コイル５０にバイアス電流を流すことにより、伝送線路２０の軸方向（長手方向）にバイアス磁界が印加され得る。
図１に示すような磁気検出装置１は、図２８に示すように、伝送線路２０の周囲にコイル５０を備えていてもよい。コイル５０は、バイアス磁界を印加可能である。例えば、コイル５０には、図２８に示すように、バイアス電流を流すことができる。コイル５０にバイアス電流を流すことにより、伝送線路２０の軸方向（長手方向）にバイアス磁界が印加され得る。
【0249】
コイル５０によって伝送線路２０にバイアス磁界が正の方向に均一に印加されると、伝送線路２０の特性インピーダンスは、インピーダンスＺ０からインピーダンスＺ１（Ｚ０＜Ｚ１）に変化する。伝送線路２０の特性インピーダンスが変化することにより、伝送線路２０に印加された磁界と反射波の電圧ＶＲとの関係は、図２９に示すように、グラフＶＲ０（ＨＥＸ）からグラフＶＲ１（ＨＥＸ）へオフセットされ得る。伝送線路２０に外部磁界が加えられていない状態では、特性インピーダンスがＺ１で均一となることにより、反射波が生じない。
【0250】
外部磁界が正の磁界であると、伝送線路２０には、バイアス磁界に加えて外部磁界が印加される。そのため、伝送線路２０において磁界が印加された位置の特性インピーダンスは、インピーダンス（Ｚ１＋ΔＺ）となる。伝送線路２０においてインピーダンス（Ｚ１＋ΔＺ）となる位置では、入射波と同相の反射波が生じ得る。例えば、入射波が正のパルス信号であれば、正のパルス信号の反射波が生じ得る。
【0251】
外部磁界が負の磁界であると、伝送線路２０には、バイアス磁界と逆向きの外部磁界が印加される。そのため、伝送線路２０において磁界が印加された位置の特性インピーダンスは、インピーダンス（Ｚ１－ΔＺ）となる。伝送線路２０においてインピーダンス（Ｚ１－ΔＺ）となる位置では、入射波とは逆相の反射波が生じる。例えば、入射波が正のパルス信号であれば、負のパルス信号の反射波が生じ得る。
【0252】
このような構成とすることで、磁気検出装置１は、伝送線路２０に印加された磁界の強度だけでなく、正の磁界が印加されたか、負の磁界が印加されたかを判定することができる。バイアス磁界の強度は、飽和磁界（図１２のＨｓで示す範囲の磁界）より小さてよい。また、バイアス磁界の強度は、センサとして直線性が良くなるような（図１２のＨｓＬで示す範囲が略直線的になるように）強度であってよい。ただし、バイアス磁界の強度は、任意であってよい。
【0253】
【0254】
本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。従って、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含される。
【0255】
例えば、上述した各構成部の配置及び個数等は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の配置及び個数等は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。
【0256】
例えば、検出装置３０及び検出装置１３０が第１反射波と第２反射波とを合成する処理は、上述した処理に限定されない。入射波及び反射波の減衰の態様は、伝送線路の構成に応じて、異なる場合がある。例えば、反射波の減衰の度合いは、伝搬距離に比例する場合もあるし、伝搬距離が長くなるに連れて大きくなる場合もある。検出装置３０及び検出装置１３０は、減衰の態様に応じた補正を、第１反射波と第２反射波とを合成する処理において、実行してもよい。
【0257】
例えば、図１に示すような検出装置３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、伝送線路セット２の構成に応じては、数式（２）を用いてよい。また、図１４に示すような検出装置１３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（３）の代わりに、伝送線路セット１０２の構成に応じては、数式（２）を用いてよい。ここで、検出装置３０及び検出装置１３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（２）の代わりに、数式（２）を近似した式（例えば、直線近似式）を用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。また、検出装置３０及び検出装置１３０は、磁界強度ＨＥＸを検出する際、数式（２）の代わりに、予め取得された、インピーダンスＺＭを磁界強度ＨＥＸに直接関連付けたものを用いることにより、磁界強度ＨＥＸを算出（検出）してもよい。
【0258】
例えば、検出装置３０は、図５に示すような第１電圧データ及び第２電圧データを、第１時間及び第２時間の各々を数式（６）によって第１距離及び第２距離に変換することにより、図６に示すような第１電圧データ及び第２電圧データに変換してもよい。この場合、検出装置３０は、図６に示すような第１距離に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データ、及び、第２距離に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データに対して、上述の合成処理を実行してよい。
【0259】
例えば、検出装置１３０は、図１６に示すような第１電圧データ及び第２電圧データを、第１時間及び第２時間の各々を数式（６）によって第１距離及び第２距離に変換することにより、図１７に示すような第１電圧データ及び第２電圧データに変換してもよい。この場合、検出装置１３０は、図１７に示すような第１距離に対する第１反射波の電圧を示す第１電圧データ、及び、第２距離に対する第２反射波の電圧を示す第２電圧データに対して、上述の合成処理を実行してよい。
【符号の説明】
【0260】
１，１０１ 磁気検出装置
２，１０２ 伝送線路セット
３ 磁石
１０ 第１導線
１１ 第２導線
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０ 伝送線路
２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１，７２１ 第１導体
２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２，７２２ 誘電体
２３，２２３，３２３，４２３，５２３，６２３，７２３ 第２導体
２４，２２４，３２４ 被覆
３０，１３０ 検出装置
３１，１３１ 信号発生器
３２ 方向性結合器
３３ 方向性結合器
３４ 信号検波器
３５，１３８ 記憶部
３６，１３９ 制御部
４０，４１ 終端抵抗
５０ コイル
１２０Ａ 伝送線路（第１伝送線路）
１２０Ｂ 伝送線路（第２伝送線路）
１３２，１３３ コネクタ
１３４，１３５ 入力回路
１３６，１３７ ＡＤＣ
２２５ 導体
２２６ 磁性膜
２，１０２ 伝送線路セット
３ 磁石
１０ 第１導線
１１ 第２導線
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７２０ 伝送線路
２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１，７２１ 第１導体
２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２，７２２ 誘電体
２３，２２３，３２３，４２３，５２３，６２３，７２３ 第２導体
２４，２２４，３２４ 被覆
３０，１３０ 検出装置
３１，１３１ 信号発生器
３２ 方向性結合器
３３ 方向性結合器
３４ 信号検波器
３５，１３８ 記憶部
３６，１３９ 制御部
４０，４１ 終端抵抗
５０ コイル
１２０Ａ 伝送線路（第１伝送線路）
１２０Ｂ 伝送線路（第２伝送線路）
１３２，１３３ コネクタ
１３４，１３５ 入力回路
１３６，１３７ ＡＤＣ
２２５ 導体
２２６ 磁性膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】