JPH0460228B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0460228B2 JPH0460228B2 JP2396385A JP2396385A JPH0460228B2 JP H0460228 B2 JPH0460228 B2 JP H0460228B2 JP 2396385 A JP2396385 A JP 2396385A JP 2396385 A JP2396385 A JP 2396385A JP H0460228 B2 JPH0460228 B2 JP H0460228B2
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- JP
- Japan
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- dielectric
- substrate
- measuring
- sample
- plate
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- Expired
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、誘電体板の比誘電率を測定する方
法およびこの方法で用いる測定器具に関する。
法およびこの方法で用いる測定器具に関する。
（従来の技術）
いま、特開昭56−57302号公報に開示されてい
るように、複数の誘電体同軸TEM共振器と、一
枚の誘電体基板にコンデンサ電極を設けたものと
を有し、各共振器の中心導体がコンデンサ電極に
接続されることにより段間結合を得ているフイル
タがある。
るように、複数の誘電体同軸TEM共振器と、一
枚の誘電体基板にコンデンサ電極を設けたものと
を有し、各共振器の中心導体がコンデンサ電極に
接続されることにより段間結合を得ているフイル
タがある。
このようなフイルタで用いられる誘電体基板の
採用にあつてはその比誘電率を知る必要があつ
た。
採用にあつてはその比誘電率を知る必要があつ
た。
従来は、試料基板の両面に適当な寸法形状の電
極を設てコンデンサを構成し、この静電容量を測
定することにより、比誘電率を求めていた。
極を設てコンデンサを構成し、この静電容量を測
定することにより、比誘電率を求めていた。
しかしこの方法だと、測定周波数が通常〜
10MHz程度までであり、実際に使われる1000MHz
近い周波数域で呈する比誘電率と異なるおそれが
ある。誘電体基板を適当な寸法に成形し電極を
形成する必要があり、破壊試験となるし、測定結
果を得るのに時間がかる。測定精度についても
１％程度の誤差がある。
10MHz程度までであり、実際に使われる1000MHz
近い周波数域で呈する比誘電率と異なるおそれが
ある。誘電体基板を適当な寸法に成形し電極を
形成する必要があり、破壊試験となるし、測定結
果を得るのに時間がかる。測定精度についても
１％程度の誤差がある。
（発明が解決しようとする問題点）
それゆえに、この発明の目的は、誘電体板の比
誘電率の測定を、非破壊、迅速、高精度で行なう
ことである。
誘電率の測定を、非破壊、迅速、高精度で行なう
ことである。
また、この発明の目的は、このような方法を採
用できる測定器具を提供することである。
用できる測定器具を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、この発明は、二つの誘電体共振器の
軸方向を揃えて対向させ、TE01δモード共振を使
用して得られた電界強度分布の停留点に試料板を
挿入して共振周波数の変化を測定することにより
比誘電率を求めることを特徴とする、誘電体板の
比誘電率測定方法である。
軸方向を揃えて対向させ、TE01δモード共振を使
用して得られた電界強度分布の停留点に試料板を
挿入して共振周波数の変化を測定することにより
比誘電率を求めることを特徴とする、誘電体板の
比誘電率測定方法である。
また、この発明は、二つの誘電体共振器の軸方
向を揃えて対向した状態でケース内に固定した
TE01δモード共振系、得られた電界強度分布の停
留点に試料板を位置させる手段、試料板の有無に
よる共振周波数変化を知る手段とを有することを
特徴とする、誘電体板の比誘電率測定器具であ
る。
向を揃えて対向した状態でケース内に固定した
TE01δモード共振系、得られた電界強度分布の停
留点に試料板を位置させる手段、試料板の有無に
よる共振周波数変化を知る手段とを有することを
特徴とする、誘電体板の比誘電率測定器具であ
る。
（実施例）
第１図は、この発明に関する測定器具の要部を
示す図である。図において、１は金属ケース、２
は誘電体共振器、３は保持台である。ケース１は
内部に円柱状空間を有しそれと同心状に保持台３
を固定し、その上に共振器２を固定している。ケ
ース１の上面は開口している。このような構成物
の上方にも同様な構成物を向い合せに位置させ
る。１１はケース１と同様の金属ケース、１２は
共振器と同様の誘電体共振器、１３は保持台３と
同様の保持台である。このように共振器２と１２
がそれぞれの非保持台固定側同士を対向させてい
るのが特徴である。共振器２，１２は、たとえば
いずれも円柱状の形状でTE01δモード共振を利用
するものとする。上側のケース１１には入出力結
合手段１４，１５が設られており、共振周波数測
定器１６に接続されている。入出力結合手段１
４，１５は図示のような結合棒や、あるいは結合
ループを用いる。ケース１，１１間にはギヤツプ
があり、ここに試料である誘電体基板１７が挿入
されて一時的に適当な保持台（図ではシンボル的
に符号１８で表わしている）で保持されるものと
する。この保持位置は、共振器２と１２との中間
にある。
示す図である。図において、１は金属ケース、２
は誘電体共振器、３は保持台である。ケース１は
内部に円柱状空間を有しそれと同心状に保持台３
を固定し、その上に共振器２を固定している。ケ
ース１の上面は開口している。このような構成物
の上方にも同様な構成物を向い合せに位置させ
る。１１はケース１と同様の金属ケース、１２は
共振器と同様の誘電体共振器、１３は保持台３と
同様の保持台である。このように共振器２と１２
がそれぞれの非保持台固定側同士を対向させてい
るのが特徴である。共振器２，１２は、たとえば
いずれも円柱状の形状でTE01δモード共振を利用
するものとする。上側のケース１１には入出力結
合手段１４，１５が設られており、共振周波数測
定器１６に接続されている。入出力結合手段１
４，１５は図示のような結合棒や、あるいは結合
ループを用いる。ケース１，１１間にはギヤツプ
があり、ここに試料である誘電体基板１７が挿入
されて一時的に適当な保持台（図ではシンボル的
に符号１８で表わしている）で保持されるものと
する。この保持位置は、共振器２と１２との中間
にある。
このような構造の共振系に、基板１７を挿入す
ると、共振周波数はわずかに変化するが、それは
次式であらわされる。
ると、共振周波数はわずかに変化するが、それは
次式であらわされる。
−δω／ω＝（ε2−ε0）∫v2〓1・〓2dv／ε0∫｜
〓1｜2dv ここで、ωは、基板１７を挿入る前の共振系の
共振角周波数、δωは、基板１７を挿入したこと
による共振系の共振角周波数の変化量、ε0は真空
の誘電率、ε2は基板１７の比誘電率εrと真空の誘
電率ε0の積、E1は基板１７挿入前の電場ベクト
ル、〓2は基板１７挿入後の電場ベクトル、V2は
基板１７の体積をそれぞれ表わす。いま、基板１
７の挿入の前後で電界分布が変化しないとすれ
ば、共振系全体にたくわえられるエネルギーと基
板１７にたくわえられるエネルギーの比に（εr−
１）をかけたものが、周波数摂動比になるから共
振周波数の変化を測定することにより、基板１７
の比誘電率が求められる。よりくわしくのべると
いま基準となずべき比誘電率のわかつている基板
がありその基板の周波数摂動比は共振周波数の変
化を測定することによつて求められる。いまこの
値を−δω1／ωとする。いま試料板を挿入したとき の周波数摂動比の値を−δω2／ωとすると、 ∫v2〓1・〓2dv／∫｜〓1｜2dvは基準基板のときも試
料基板の ときも不変であるから、 δω2／δω1＝εr2 -1／εr1 -1となる。
〓1｜2dv ここで、ωは、基板１７を挿入る前の共振系の
共振角周波数、δωは、基板１７を挿入したこと
による共振系の共振角周波数の変化量、ε0は真空
の誘電率、ε2は基板１７の比誘電率εrと真空の誘
電率ε0の積、E1は基板１７挿入前の電場ベクト
ル、〓2は基板１７挿入後の電場ベクトル、V2は
基板１７の体積をそれぞれ表わす。いま、基板１
７の挿入の前後で電界分布が変化しないとすれ
ば、共振系全体にたくわえられるエネルギーと基
板１７にたくわえられるエネルギーの比に（εr−
１）をかけたものが、周波数摂動比になるから共
振周波数の変化を測定することにより、基板１７
の比誘電率が求められる。よりくわしくのべると
いま基準となずべき比誘電率のわかつている基板
がありその基板の周波数摂動比は共振周波数の変
化を測定することによつて求められる。いまこの
値を−δω1／ωとする。いま試料板を挿入したとき の周波数摂動比の値を−δω2／ωとすると、 ∫v2〓1・〓2dv／∫｜〓1｜2dvは基準基板のときも試
料基板の ときも不変であるから、 δω2／δω1＝εr2 -1／εr1 -1となる。
ここで、εr1は基準基板の比誘電率、εr2は試料
基板の比誘電率である。
基板の比誘電率である。
このような比誘電率測定法は、製品毎のバラツ
キを管理するときに好適なものといえる。つまり
必要とする比誘電率の許容幅が定められていると
き、この許容幅を共振周波数の変化許容幅におき
かえておき、試料を挿入したときにこの変化許容
幅内の共振周波数変化を示すものだけ選ぶといつ
た作業方法をとることができ能率がよい。
キを管理するときに好適なものといえる。つまり
必要とする比誘電率の許容幅が定められていると
き、この許容幅を共振周波数の変化許容幅におき
かえておき、試料を挿入したときにこの変化許容
幅内の共振周波数変化を示すものだけ選ぶといつ
た作業方法をとることができ能率がよい。
なお、試料の誘電率は、上述のようにして求め
た比誘電率に真空の誘電率をかけることによつて
求められる。
た比誘電率に真空の誘電率をかけることによつて
求められる。
また、試料の誘電体損失（tanδ）も、上述の測
定器具を用いて測定することが可能であり、それ
は次式による。
定器具を用いて測定することが可能であり、それ
は次式による。
tanδ＝（１／Q0 1−１／Q0）ω／δω
ここで、Q0は試料挿入前の共振系の無負荷Ｑ，
Q0 1は試料挿入後の共振系の無負Ｑである。
Q0 1は試料挿入後の共振系の無負Ｑである。
このようにして試料の誘電率ε2と誘電体損失
tanδが求められると、複素誘電率εはε＝ε2（１
−jtanδ）から求められることになる。
tanδが求められると、複素誘電率εはε＝ε2（１
−jtanδ）から求められることになる。
なお、上述の測定器具を用いると、TE01δモー
ドにおける各共振器２，１２の軸方向の電界強度
の強さは第２図に示すとおり共振器２，１２間の
ギヤツプ部分では軸方向で変化しないから挿入位
置のバラツキによる測定誤差が少ないという利点
がある。
ドにおける各共振器２，１２の軸方向の電界強度
の強さは第２図に示すとおり共振器２，１２間の
ギヤツプ部分では軸方向で変化しないから挿入位
置のバラツキによる測定誤差が少ないという利点
がある。
（効 果）
以上の実施例からもあきらかなようにこの発明
によると、誘電体板の比誘電率εr（必要に応じ誘
電率ε2や複素誘電率εも）が非破壊、高速で測定
できる。
によると、誘電体板の比誘電率εr（必要に応じ誘
電率ε2や複素誘電率εも）が非破壊、高速で測定
できる。
また、この発明によると、誘電体板のマイクロ
波領域での比誘電率を正確に測定することができ
る。
波領域での比誘電率を正確に測定することができ
る。
さらに、この発明によると、再現性の良い、す
なわち測定誤差の小さい測定ができる。
なわち測定誤差の小さい測定ができる。
第１図はこの発明に関する測定器具の要部を示
す図、第２図は電界分布を示す図。 １，１１は金属ケース、２，１２は誘電体共振
器、１７は誘電体基板。
す図、第２図は電界分布を示す図。 １，１１は金属ケース、２，１２は誘電体共振
器、１７は誘電体基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 二つの誘電体共振器の軸方向を揃えて対向さ
せ、TE01δモード共振を使用して得られた電界強
度分布の停留点に試料板を挿入して共振周波数の
変化を測定することにより比誘電率を求めること
を特徴とする、誘電体板の比誘電率測定方法。 ２ 二つの誘電体共振器の軸方向を揃えて対向し
た状態でケース内に固定したTE01δモード共振
系、得られた電界強度分布の停留点に試料板を位
置させる手段、試料板の有無による共振周波数変
化を知る手段とを有することを特徴とする、誘電
体板の比誘電率測定器具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2396385A JPS61182582A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2396385A JPS61182582A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182582A JPS61182582A (ja) | 1986-08-15 |
| JPH0460228B2 true JPH0460228B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=12125202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2396385A Granted JPS61182582A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61182582A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4599251B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2010-12-15 | 東光株式会社 | 誘電体基板の比誘電率測定治具 |
| DE102009005468B4 (de) * | 2009-01-21 | 2019-03-28 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Mikrowellen-Oberflächenwiderstandes |
| CN104820136B (zh) * | 2015-04-17 | 2017-01-11 | 江苏大学 | 一种快速测量作物叶片介电常数的装置和方法 |
| JP7113427B2 (ja) * | 2018-09-26 | 2022-08-05 | 横河電機株式会社 | 測定装置、および測定方法 |
| JP7692823B2 (ja) * | 2021-12-24 | 2025-06-16 | 京セラ株式会社 | 複素誘電率の測定装置および複素誘電率の測定方法 |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2396385A patent/JPS61182582A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61182582A (ja) | 1986-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |