JPH06331670A - 誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具 - Google Patents
誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具Info
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- JPH06331670A JPH06331670A JP5117220A JP11722093A JPH06331670A JP H06331670 A JPH06331670 A JP H06331670A JP 5117220 A JP5117220 A JP 5117220A JP 11722093 A JP11722093 A JP 11722093A JP H06331670 A JPH06331670 A JP H06331670A
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 17
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- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 17
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
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- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高誘電率の誘電体板および小形の誘電体板の比
誘電率の測定を、高精度に行う誘電体板の比誘電率測定
方法および測定器具を提供する。 【構成】二つの誘電体共振器を軸方向を揃えて対向し、
該二つの誘電体共振器の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すると
ともに、前記ＴＥ01δ モード共振の結合部分の結合状
態を調節して共振周波数の変化を測定し比誘電率を求め
るものである。また、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
ド共振系と、該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位置させる手段と、
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
る誘電体板の比誘電率測定器具において、前記ＴＥ
01δ モード共振の結合部分に結合度設定用開口部を有
する誘電体板保持部を設けたことを特徴とするものであ
る。
誘電率の測定を、高精度に行う誘電体板の比誘電率測定
方法および測定器具を提供する。 【構成】二つの誘電体共振器を軸方向を揃えて対向し、
該二つの誘電体共振器の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すると
ともに、前記ＴＥ01δ モード共振の結合部分の結合状
態を調節して共振周波数の変化を測定し比誘電率を求め
るものである。また、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
ド共振系と、該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位置させる手段と、
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
る誘電体板の比誘電率測定器具において、前記ＴＥ
01δ モード共振の結合部分に結合度設定用開口部を有
する誘電体板保持部を設けたことを特徴とするものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波回路に用い
られる誘電体板の比誘電率の測定方法およびその方法で
用いる測定器具に関するものである。
られる誘電体板の比誘電率の測定方法およびその方法で
用いる測定器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の誘電体板の比誘電率の測定方法お
よびその方法で用いる測定器具は、特開昭６１−１８２
５８２号公報に開示されているものが知られている。測
定器具５は、図２に示すように、一方が開口し他方が閉
塞して内部に円柱状空間を有する金属製のケース１ａの
内側底部に、ケース１ａと同心状の保持台２ａを固定
し、保持台２ａの上に誘電体共振器３ａを固定した保持
具４ａと、ケース１ａと同一構成のケース１ｂの内側底
部にケース１ｂと同心状の保持台２ｂを固定し、保持台
２ｂの上に誘電体共振器３ｂを固定した保持具４ｂを、
一定のギャップを形成するとともに、誘電体共振器３
ａ、３ｂの軸方向を揃えて対向するように配置して構成
している。
よびその方法で用いる測定器具は、特開昭６１−１８２
５８２号公報に開示されているものが知られている。測
定器具５は、図２に示すように、一方が開口し他方が閉
塞して内部に円柱状空間を有する金属製のケース１ａの
内側底部に、ケース１ａと同心状の保持台２ａを固定
し、保持台２ａの上に誘電体共振器３ａを固定した保持
具４ａと、ケース１ａと同一構成のケース１ｂの内側底
部にケース１ｂと同心状の保持台２ｂを固定し、保持台
２ｂの上に誘電体共振器３ｂを固定した保持具４ｂを、
一定のギャップを形成するとともに、誘電体共振器３
ａ、３ｂの軸方向を揃えて対向するように配置して構成
している。
【０００３】誘電体共振器３ａ、３ｂは、例えばいずれ
も円柱形状でＴＥ01δ モード共振を利用している。ま
た、ケース１ｂには、図示のような結合棒や、あるいは
結合ループを用いた入出力結合手段６が設けられ、共振
周波数測定器７に接続している。
も円柱形状でＴＥ01δ モード共振を利用している。ま
た、ケース１ｂには、図示のような結合棒や、あるいは
結合ループを用いた入出力結合手段６が設けられ、共振
周波数測定器７に接続している。
【０００４】そして、測定試料である誘電体板８はケー
ス１ａ、１ｂ間のギャップに配置し、測定器具５の外部
に設置された保持台９で保持され、誘電体共振器３ａ、
３ｂの中間に位置する。誘電体共振器３ａ、３ｂの中間
位置は、図３に示す誘電体共振器３ａ、３ｂのＴＥ
01δ モードにおける軸方向の電界強度の停留点Ｐにあ
たり、この停留点Ｐでは電界強度が軸方向で変化しにく
いため、誘電体板の挿入位置のバラツキによる測定誤差
が少ない。
ス１ａ、１ｂ間のギャップに配置し、測定器具５の外部
に設置された保持台９で保持され、誘電体共振器３ａ、
３ｂの中間に位置する。誘電体共振器３ａ、３ｂの中間
位置は、図３に示す誘電体共振器３ａ、３ｂのＴＥ
01δ モードにおける軸方向の電界強度の停留点Ｐにあ
たり、この停留点Ｐでは電界強度が軸方向で変化しにく
いため、誘電体板の挿入位置のバラツキによる測定誤差
が少ない。
【０００５】このような構成の共振系に、誘電体板８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。
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。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、ωは誘電体板８の挿入前の共振系
の共振角周波数、δωは誘電体板８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は誘電体板８の比誘電率εr と真空の誘電率ε
0 の積、
の共振角周波数、δωは誘電体板８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は誘電体板８の比誘電率εr と真空の誘電率ε
0 の積、
【０００８】
【外１】
【０００９】は誘電体板８の挿入前の電場ベクトル、
【００１０】
【外２】
【００１１】は誘電体板８の挿入後の電場ベクトル、Ｖ
２ は誘電体板８の体積をそれぞれあらわす。いま、誘
電体板８の挿入前後で電界分布が変化しないとすれば、
共振系全体に蓄えられるエネルギーと誘電体板８内に蓄
えられるエネルギー比に（εr −１）をかけたものが周
波数摂動比になることから、共振周波数の変化を測定す
ることにより誘電体板８の比誘電率が求められる。
２ は誘電体板８の体積をそれぞれあらわす。いま、誘
電体板８の挿入前後で電界分布が変化しないとすれば、
共振系全体に蓄えられるエネルギーと誘電体板８内に蓄
えられるエネルギー比に（εr −１）をかけたものが周
波数摂動比になることから、共振周波数の変化を測定す
ることにより誘電体板８の比誘電率が求められる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】近年のマイクロ波回路
の小形化にともない、それに使用される誘電体板には高
誘電率化と小形化が要求され、そのために、誘電体板の
比誘電率の測定に高精度化が要求されている。ところ
が、上記従来例の誘電体板の比誘電率の測定方法および
この方法で用いる測定器具においては、高誘電率の誘電
体板を高周波帯で測定しようとすると、周波数摂動量が
大きくなり正確な比誘電率を求めることができなくなる
ため、誘電体板の厚みを薄くすることで周波数摂動量を
抑えていたが、薄板の加工を必要とすることやそれにと
もなう強度の低下等の問題があった。また、誘電体板を
低周波帯で測定しようとすると、測定器具５のケース１
ａ、１ｂの開口Ｄ0 を大きくしなければならないため、
小形の誘電体板では保持台９で保持できなくなり、測定
が不可能であった。
の小形化にともない、それに使用される誘電体板には高
誘電率化と小形化が要求され、そのために、誘電体板の
比誘電率の測定に高精度化が要求されている。ところ
が、上記従来例の誘電体板の比誘電率の測定方法および
この方法で用いる測定器具においては、高誘電率の誘電
体板を高周波帯で測定しようとすると、周波数摂動量が
大きくなり正確な比誘電率を求めることができなくなる
ため、誘電体板の厚みを薄くすることで周波数摂動量を
抑えていたが、薄板の加工を必要とすることやそれにと
もなう強度の低下等の問題があった。また、誘電体板を
低周波帯で測定しようとすると、測定器具５のケース１
ａ、１ｂの開口Ｄ0 を大きくしなければならないため、
小形の誘電体板では保持台９で保持できなくなり、測定
が不可能であった。
【００１３】本発明は、高誘電率の誘電体板および小形
の誘電体板の比誘電率の測定を、高精度に行う誘電体板
の比誘電率測定方法および測定器具を提供するものであ
る。
の誘電体板の比誘電率の測定を、高精度に行う誘電体板
の比誘電率測定方法および測定器具を提供するものであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、二つの誘電体共振器を軸方向を
揃えて対向し、該二つの誘電体共振器の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誘電
体板を挿入して、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誘電体板の比誘電率測定方法におい
て、前記ＴＥ01δモード共振の結合部分の結合状態を調
節して共振周波数の変化を測定し比誘電率を求めるもの
である。
に、本発明においては、二つの誘電体共振器を軸方向を
揃えて対向し、該二つの誘電体共振器の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誘電
体板を挿入して、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誘電体板の比誘電率測定方法におい
て、前記ＴＥ01δモード共振の結合部分の結合状態を調
節して共振周波数の変化を測定し比誘電率を求めるもの
である。
【００１５】また、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
共振系と、該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誘電体板を位置させる手段と、
誘電体板の有無による共振周波数変化を知る手段とを有
する誘電体板の比誘電率測定器具において、前記ＴＥ
01δモード共振の結合部分に結合度設定用開口部を有す
る誘電体板保持部を設けたことを特徴とするものであ
る。
て対向した状態でケース内に固定したＴＥ01δ モード
共振系と、該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誘電体板を位置させる手段と、
誘電体板の有無による共振周波数変化を知る手段とを有
する誘電体板の比誘電率測定器具において、前記ＴＥ
01δモード共振の結合部分に結合度設定用開口部を有す
る誘電体板保持部を設けたことを特徴とするものであ
る。
【００１６】
【作用】上記の構成によれば、保持部の開口寸法を変化
して、誘電体共振器のＴＥ01δモード共振の結合部分の
結合状態を調節することにより、誘電体共振器の共振周
波数の摂動量を変化させることができる。また、保持部
がケースの内側に位置するため、低周波帯で測定器具が
大きくなっても、保持部の開口寸法を絞ることにより小
形の誘電体板を保持することができる。さらに、保持部
の開口寸法を絞ることにより、誘電体板の部分的な比誘
電率の測定が可能となる。
して、誘電体共振器のＴＥ01δモード共振の結合部分の
結合状態を調節することにより、誘電体共振器の共振周
波数の摂動量を変化させることができる。また、保持部
がケースの内側に位置するため、低周波帯で測定器具が
大きくなっても、保持部の開口寸法を絞ることにより小
形の誘電体板を保持することができる。さらに、保持部
の開口寸法を絞ることにより、誘電体板の部分的な比誘
電率の測定が可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明による誘電体板の比誘電率の測
定方法およびその方法で用いる測定器具の実施例を図１
を用いて説明する。同図において、基本構成は従来例と
同様であるため、従来例と同一もしくは相当する部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。
定方法およびその方法で用いる測定器具の実施例を図１
を用いて説明する。同図において、基本構成は従来例と
同様であるため、従来例と同一もしくは相当する部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】図１に示すように、金属製のケース１ａ、
１ｂの開口端に、中央が開口した金属製の保持板１９
ａ、１９ｂを取り付けた保持具１４ａ、１４ｂを、一定
のギャップを形成するとともに、誘電体共振器３ａ、３
ｂの軸方向を揃えて対向するように配置しＴＥ01δ モ
ードで共振させた測定器具１５を構成している。そし
て、保持板１９ａに測定試料である誘電体板１８を取り
付け、必要とする周波数摂動量になるように、保持板１
９ａ、１９ｂの開口ｄを変化し、共振周波数を測定し比
誘電率を求める。
１ｂの開口端に、中央が開口した金属製の保持板１９
ａ、１９ｂを取り付けた保持具１４ａ、１４ｂを、一定
のギャップを形成するとともに、誘電体共振器３ａ、３
ｂの軸方向を揃えて対向するように配置しＴＥ01δ モ
ードで共振させた測定器具１５を構成している。そし
て、保持板１９ａに測定試料である誘電体板１８を取り
付け、必要とする周波数摂動量になるように、保持板１
９ａ、１９ｂの開口ｄを変化し、共振周波数を測定し比
誘電率を求める。
【００１９】保持板１９ａ、１９ｂは、開口ｄを変化す
ることにより、誘電体共振器３ａ、３ｂのＴＥ01δ モ
ード共振の結合部分の結合状態を調節できるため、誘電
体共振器３ａ、３ｂの共振周波数の摂動量を最適値に設
定することができる。また、保持板１９ａ、１９ｂの厚
みは、誘電体板１８が誘電体共振器３ａ、３ｂの中間と
なる停留点に位置するように適宜選択される。
ることにより、誘電体共振器３ａ、３ｂのＴＥ01δ モ
ード共振の結合部分の結合状態を調節できるため、誘電
体共振器３ａ、３ｂの共振周波数の摂動量を最適値に設
定することができる。また、保持板１９ａ、１９ｂの厚
みは、誘電体板１８が誘電体共振器３ａ、３ｂの中間と
なる停留点に位置するように適宜選択される。
【００２０】測定器具１５での周波数摂動量を計算する
と、誘電体板の比誘電率が９１、厚みが０．６３５ｍｍ
で測定周波数が６ＧＨｚの場合、従来例の測定器具５で
は、１６．５％であったが、本発明の測定器具１５の保
持板１９ａ、１９ｂの開口ｄとケース１ａ、１ｂの開口
Ｄ0 の寸法比が０．５の時では１．７％であった。ま
た、誘電体板の比誘電率が９１、厚みが０．３１８ｍｍ
で測定周波数が１２ＧＨｚの場合、従来例の測定器具５
では１４．１％であったが、本発明の測定器具１５の保
持板１９ａ、１９ｂの開口ｄとケース１ａ、１ｂの開口
Ｄ0 の寸法比が０．６の時では１．５％となった。最適
な周波数摂動量としては２％乃至３％以下が望まれてお
り、上記の結果より本発明の測定器具１５により、精度
の高い測定ができることが確認できた。
と、誘電体板の比誘電率が９１、厚みが０．６３５ｍｍ
で測定周波数が６ＧＨｚの場合、従来例の測定器具５で
は、１６．５％であったが、本発明の測定器具１５の保
持板１９ａ、１９ｂの開口ｄとケース１ａ、１ｂの開口
Ｄ0 の寸法比が０．５の時では１．７％であった。ま
た、誘電体板の比誘電率が９１、厚みが０．３１８ｍｍ
で測定周波数が１２ＧＨｚの場合、従来例の測定器具５
では１４．１％であったが、本発明の測定器具１５の保
持板１９ａ、１９ｂの開口ｄとケース１ａ、１ｂの開口
Ｄ0 の寸法比が０．６の時では１．５％となった。最適
な周波数摂動量としては２％乃至３％以下が望まれてお
り、上記の結果より本発明の測定器具１５により、精度
の高い測定ができることが確認できた。
【００２１】また、保持板１９ａがケース１ａの内側に
位置するため、保持板１９ａの開口ｄを絞ることで小形
の誘電体板を保持することができるとともに、さらに、
保持板１９ａ、１９ｂの開口ｄを絞ることによって、誘
電体板の部分的な比誘電率の測定が可能となり、誘電体
板内の誘電率のバラツキや分布を知ることができる。
位置するため、保持板１９ａの開口ｄを絞ることで小形
の誘電体板を保持することができるとともに、さらに、
保持板１９ａ、１９ｂの開口ｄを絞ることによって、誘
電体板の部分的な比誘電率の測定が可能となり、誘電体
板内の誘電率のバラツキや分布を知ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による誘電
体板の比誘電率の測定方法およびその方法で用いる測定
器具によれば、誘電体共振器のＴＥ01δ モード共振の
結合部分の結合状態を、保持部の開口寸法を変化して調
節することにより、誘電体共振器の共振周波数の摂動量
を最適値に設定することができるため、誘電体板を薄板
に加工することなく、広い周波数範囲で高誘電率の誘電
体板の比誘電率が非破壊で高速に精度よく測定できる。
体板の比誘電率の測定方法およびその方法で用いる測定
器具によれば、誘電体共振器のＴＥ01δ モード共振の
結合部分の結合状態を、保持部の開口寸法を変化して調
節することにより、誘電体共振器の共振周波数の摂動量
を最適値に設定することができるため、誘電体板を薄板
に加工することなく、広い周波数範囲で高誘電率の誘電
体板の比誘電率が非破壊で高速に精度よく測定できる。
【００２３】また、保持部がケースの内側に位置するた
め、低周波帯で測定器具が大きくなっても小形の誘電体
板を測定器具に取り付けることができ、小形誘電体の低
周波帯での比誘電率を測定することが可能となる。さら
に、保持部の開口寸法を絞ることにより、誘電体板の部
分的な比誘電率の測定が可能となり、誘電体板内の誘電
率のバラツキや分布を知ることができる。
め、低周波帯で測定器具が大きくなっても小形の誘電体
板を測定器具に取り付けることができ、小形誘電体の低
周波帯での比誘電率を測定することが可能となる。さら
に、保持部の開口寸法を絞ることにより、誘電体板の部
分的な比誘電率の測定が可能となり、誘電体板内の誘電
率のバラツキや分布を知ることができる。
【図１】本発明の実施例による誘電体板の比誘電率測定
器具の断面図である。
器具の断面図である。
【図２】従来の誘電体板の比誘電率測定器具の断面図で
ある。
ある。
【図３】図２の軸方向の電界強度分布を示す特性図であ
る。
る。
１ａ、１ｂ ケース ２ａ、２ｂ 保持台 ３ａ、３ｂ 誘電体共振器 ６ 入出力結合手段 ７ 共振周波数測定器 １４ａ、１４ｂ 保持具 １５ 測定器具 １８ 誘電体板 １９ａ、１９ｂ 保持板
Claims (2)
- 【請求項１】二つの誘電体共振器を軸方向を揃えて対向
し、該二つの誘電体共振器の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
求める誘電体板の比誘電率測定方法において、前記ＴＥ
01δ モード共振の結合部分の結合状態を調節して共振
周波数の変化を測定し比誘電率を求める誘電体板の比誘
電率測定方法。 - 【請求項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
と、該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位置させる手段と、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誘電体
板の比誘電率測定器具において、前記ＴＥ01δ モード
共振の結合部分に結合度設定用開口部を有する誘電体板
保持部を設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP11722093A JP3289398B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP11722093A JP3289398B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 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 |
|---|---|
| JPH06331670A true JPH06331670A (ja) | 1994-12-02 |
| JP3289398B2 JP3289398B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=14706374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11722093A Expired - Fee Related JP3289398B2 (ja) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | 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) | JP3289398B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1116951A4 (en) * | 1998-09-25 | 2003-05-14 | Oji Paper Co | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE DIELECTRICITY CONSTANT |
| US7952365B2 (en) | 2005-03-23 | 2011-05-31 | Nec Corporation | Resonator, printed board, and method for measuring complex dielectric constant |
| KR101538018B1 (ko) * | 2014-07-25 | 2015-07-22 | 서울시립대학교 산학협력단 | 반고체 상태 물질의 유전율 측정이 가능한 유전율 측정장치 |
| JP2015227850A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 富士通株式会社 | 高周波導電率測定用装置及び高周波導電率測定方法 |
| JP2015227838A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 京セラ株式会社 | 誘電特性測定方法 |
| WO2020066828A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 横河電機株式会社 | 測定装置、および測定方法 |
| JP2023095464A (ja) * | 2021-12-24 | 2023-07-06 | 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 |
-
1993
- 1993-05-19 JP JP11722093A patent/JP3289398B2/ja not_active Expired - Fee Related
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