JPH0943165A - 金属材料の相互変調歪測定方法および装置 - Google Patents

金属材料の相互変調歪測定方法および装置

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JPH0943165A
JPH0943165A JP19275595A JP19275595A JPH0943165A JP H0943165 A JPH0943165 A JP H0943165A JP 19275595 A JP19275595 A JP 19275595A JP 19275595 A JP19275595 A JP 19275595A JP H0943165 A JPH0943165 A JP H0943165A
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JP
Japan
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cylindrical cavity
metal
intermodulation distortion
input
frequency
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Application number
JP19275595A
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Inventor
Yohei Ishikawa
容平 石川
Jun Hattori
準 服部
Hiroyuki Kubo
浩行 久保
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 円筒形キャビティ12の両端を側板14
aおよび14bによって電気的に閉塞し、その側板14
aおよび14bのほぼ中央に信号入力用プローブアンテ
ナ16aおよび16bをキャビティ12内に突出するよ
うに設ける。プローブアンテナ16aおよび16bと同
じ軸上に、所定の間隔で3つの金属円柱20を配置する
とともに、プローブアンテナ16aと左端の金属円柱と
の間およびプローブアンテナ16bと右端の金属円柱と
の間に、それぞれ、同じような金属円柱24を配置し、
トラップ共振器とする。3つの共振モードの1つの共振
周波数を一方の入力信号の周波数f1と、他の共振モー
ドの共振周波数を他方の入力信号の周波数f2に、そし
て別の共振モードの共振周波数を3次相互変調歪の周波
数にそれぞれ一致させる。3次相互変調歪信号が出力ル
ープ26で取り出され、スペクトラムアナライザ32に
よってそのレベルが直接測定される。 【効果】 簡単な装置で精度よく金属材料の相互変調歪
を測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は金属材料の相互変
調歪測定方法および装置に関し、特にたとえば被測定金
属に互いに周波数の異なる2つの信号を注入することに
よって相互変調歪を測定する、方法および装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】たとえば、“Coaxal Cable as Sources
of Intermodulation Interference atMicrowave Freque
ncies”, IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMP
ATIBILITY, Vol.EMC-20, No.3, AUGUST 1978 に、この
種の相互変調歪測定方法が開示されている。
【0003】この従来技術においては、2つの異なる周
波数を出力できる信号発生器からそれぞれの信号を信号
合成装置に入力し、周波数の異なる信号を同じ線路に合
成する。その合成された信号を被測定物(或る金属で構
成した同軸線路あるいは導波管、または金属導体で外部
が遮蔽された共振器あるいはフィルタ)の入力端子に入
力する。入力された周波数の互いに異なる信号は被測定
物を構成する外部金属の微小な非線形性によって変調さ
れ、相互変調歪が発生する。したがって、被測定物の出
力端子から出力される信号は、入力信号である周波数の
互いに異なる信号と被測定物の外部金属の非線形性によ
り内部で発生した相互変調歪の3つの周波数成分が出力
される。相互変調歪は無数に発生するが、相互変調歪特
性において最もレベルが大きく実用上最も問題が大きい
3次の項のみを考えることとする。また、周波数の高い
3次項のみを考える。
【0004】そして、この出力端子の後ろにデュプレク
サを接続し、入力信号すなわち周波数の互いに異なる2
つの信号と内部で発生した相互変調歪信号とを分ける。
デュプレクサで分けられた信号のうち、入力信号である
周波数の互いに異なる2つの信号は終端器によって終端
される。他方、内部で発生した相互変調歪信号は、スペ
クトラムアナライザなどの測定器に入力され、そのレベ
ルが測定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
被測定物に周波数の互いに異なる信号を、入力する前に
合成するようにしているので、被測定物だけではなく、
合成された信号経路全体から発生する相互変調歪を測定
することになり、測定誤差が大きくなってしまう。ま
た、従来技術では、被測定物をコネクタあるいは或る種
の嵌合構造によって接続して測定を行わなければならな
いが、この場合、金属どうしの接続個所で僅かでも不安
定な部分があれば、その部分からも相互変調歪が発生し
てしまう。また、酸化しやすい金属または酸化膜の固い
金属等は、接続個所が金属−絶縁体(酸化膜)−金属と
なり、トンネル効果によって相互変調歪が発生する。そ
のために、測定系および被測定物に非常に厳しい加工精
度が要求される。さらに、全ての個所の接触状態を管理
するのは不可能であるため、測定の再現性が悪い。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、精
度よく被測定金属の相互変調歪を測定することができ
る、方法を提供することである。この発明の他の目的
は、簡単に相互変調歪を測定することができる、装置を
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1発明は、(a) 両端が
電気的に閉塞された円筒形キャビティ内に被測定金属を
配置し、(b) 円筒形キャビティの両端に設けられた2つ
の入力用アンテナから互いに周波数の異なる入力信号を
放射し、そして(c) 円筒形キャビティに設けられた出力
用ループによって円筒形キャビティから出力を取り出
す、金属材料の相互変調歪測定方法である。
【0008】第2発明は、その中に被測定金属を配置す
るためのかつ両端が電気的に閉塞された円筒形キャビテ
ィ、円筒形キャビティの両端に設けられかつ円筒形キャ
ビティ内に互いに異なる周波数の入力信号を放射するた
めの2つの入力用アンテナ、および円筒形キャビティに
設けられかつそこから出力を取り出すための出力ループ
を備える、金属材料の相互変調歪測定装置である。
【0009】
【作用】円筒形キャビティ内に被測定金属の円柱状の試
料を配置し、キャビティの両端に設けた入力アンテナか
ら、周波数の互いに異なる2つの信号を放射する。この
2つの信号によって、被測定金属に相互変調歪を生じ
る。この相互変調歪信号は、発生後減衰することなく、
円筒形キャビティ内に蓄積される。したがって、円筒形
キャビティ内に配置された出力ループによって入力した
信号とともにその相互変調歪信号を取り出せば、被測定
金属材料の相互変調歪レベルを直接測定できる。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、周波数の互いに異な
る2つの信号を円筒形キャビティ内で合成するようにし
ているため、伝送線路系などの別の場所での相互変調歪
の発生を抑制することができる。したがって、測定誤差
を小さくすることができる。さらに、被測定金属を円筒
形キャビティ内に配置するだけで、非接触状態で測定で
きるので、厳しい加工精度は要求されず、さらにまた、
測定の再現性もよい。
【0011】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0012】
【実施の形態】図1に示す実施例の測定装置10は、た
とえば銅に銀めっきを施した円筒形キャビティ12を含
み、この円筒形キャビティ12の両端は側板14aおよ
び14bによって電気的に閉塞される。この側板14a
および14bもまた、円筒形キャビティ12と同様に、
銅に銀めっきを施してなる。なお、円筒形キャビティ1
2の内壁の表面粗さは、たとえば1μmである。
【0013】円筒形キャビティ12の両端の円形の側板
14aおよび14bのほぼ中央から円筒形キャビティ1
2内に突出して、信号入力用のプローブアンテナ16a
および16bが設けられる。このプローブアンテナ16
aおよび16bによって、周波数f1およびf2の入力
信号がそれぞれ円筒形キャビティ12内に放射される。
【0014】円筒形キャビティ12内には、たとえば発
泡スチロールのような低誘電率の絶縁体で形成された支
持台18,18,18が配置される。この支持台18,
18,18の上に、互いに所定間隔を隔ててかつ一直線
上に、被測定物金属からなる金属円柱20,20,20
を配置する。このとき、金属円柱20が配置される軸と
プローブアンテナ16aおよび16bを結ぶ軸とがほぼ
一致するようにする。
【0015】そして、左端の支持台すなわち金属円柱と
入力用プローブアンテナ16aとの間、および右端の支
持台18すなわち金属円柱20と入力用プローブアンテ
ナ16bとの間には、それぞれ、同じような材料で構成
される支持台22,22が配置され、それぞれの支持台
22,22上には、3個の金属円柱20と同じ軸上で、
かつ金属円柱20と同じ金属材料からなる金属円柱2
4,24が配置される。この金属円柱24は、トラップ
共振器を構成し、トラップ共振器は、それぞれ、反対側
の入力アンテナから放射された入力信号を互いに遮断す
るためのフィルタとして働く。すなわち、右側に配置さ
れているトラップ共振器すなわち金属円柱24は、左側
のプローブアンテナ16aから放射される入力信号を遮
断し、左側に配置されているトラップ共振器すなわち金
属円柱24は、右側のプローブアンテナ16bから放射
された入力信号を遮断する。このように、トラップ共振
器を挿入することにより、一方から入力する信号が他方
の信号発生器等に回り込むのを抑制し、不要な相互変調
歪の発生を抑えることができる。ただし、このようなト
ラップ共振器はなくてもよい。
【0016】図1実施例において、円筒形キャビティ1
2内に3個の金属円柱20,20,20を配置すること
により、このキャビティ12内に3つの共振周波数f
a,fbおよびfcを有する共振モードが存在する。a
モードは3つの共振器が協働して共振するモードであ
る。bモードは3つの共振器のうち両側の2つの共振器
が共振するモードである。したがって、bモードでは、
中央の共振器にはほとんどエネルギが蓄えられない。さ
らに、cモードは、3つの共振器がそれぞれ独立して共
振するモードである。
【0017】ここで、aモードの共振周波数faを一方
の入力信号の周波数f1に、bモードの共振周波数fb
を他方の入力信号の周波数f2に、それぞれ一致させ、
cモードの共振周波数fcを3次相互変調歪の周波数に
一致させるように金属円柱20の位置を調整する。そう
すると、3次の相互変調歪信号は、発生後減衰すること
なく、円筒形キャビティ12内に閉じ込められる。この
3次相互変調歪信号を、円筒形キャビティ12のほぼ中
央に設けた出力ループ26に結合させる。この出力ルー
プ26に結合する共振モードはa,bおよびcの全てで
あるため、出力ループ26には、3次の相互変調歪信号
のみを通過させることができるバンドパスフィルタ28
を接続する。バンドパスフィルタ28によって取り出さ
れた3次の相互変調歪信号は、ローノイズアンプ30に
よって増幅された後、測定器であるスペクトラムアナラ
イザ32に与えられる。スペクトラムアナライザ32
は、したがって、3次相互変調歪信号のレベルを直接測
定することができる。
【0018】なお、図1の装置10においては、同軸線
路と同じように2導体系であるため、共振モードは、い
ずれも、TEMモードとなる。したがって、それぞれ周
波数f1およびf2を有する2つの入力信号は、プロー
ブアンテナ16aおよび16bから電界結合によって金
属円柱20,20,20に供給する。さらに、相互変調
歪の発生量は、金属材料の場合には電流密度の関数とな
る。したがって、被測定金属の円柱の径を小さくすれ
ば、そこを流れる電流密度を大きくすることができ、し
たがって、マイクロ波発生装置の出力を大きくしなくて
も、高電力入力時の測定が可能となる。さらに、誘電体
の相互変調歪を測定する場合には、誘電率が異なると周
波数が変化してしまうため、それぞれ異なる材質につい
て大きさを設計しなければならないが、図1の測定装置
では、同一形状の金属円柱を各材質について用意する
か、あるいは同一形状の母材を用意し、同じ厚みの異な
る種類のめっきを行えばその金属材料についての相互変
調歪を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【符号の説明】 10 …相互変調歪測定装置 12 …円筒形キャビティ 16a,16b …信号入力用プローブアンテナ 20,24 …金属円柱 26 …出力ループ 32 …スペクトラムアナライザ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a) 両端が電気的に閉塞された円筒形キャ
    ビティ内に被測定金属を配置し、 (b) 前記円筒形キャビティの両端に設けられた2つの入
    力用アンテナから互いに周波数の異なる入力信号を放射
    し、そして (c) 前記円筒形キャビティに設けられた出力用ループに
    よって前記円筒形キャビティから出力を取り出す、金属
    材料の相互変調歪測定方法。
  2. 【請求項2】その中に被測定金属を配置するためのかつ
    両端が電気的に閉塞された円筒形キャビティ、 前記円筒形キャビティの両端に設けられかつ前記円筒形
    キャビティ内に互いに異なる周波数の入力信号を放射す
    るための2つの入力用アンテナ、および前記円筒形キャ
    ビティに設けられかつそこから出力を取り出すための出
    力ループを備える、金属材料の相互変調歪測定装置。
  3. 【請求項3】前記円筒形キャビティ内において前記入力
    用アンテナと前記被測定金属との間にそれぞれ配置され
    るトラップフィルタを備える、請求項2記載の金属材料
    の相互変調歪測定装置。
JP19275595A 1995-07-28 1995-07-28 金属材料の相互変調歪測定方法および装置 Pending JPH0943165A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008029522A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-13 Yokohama National University Passive intermodulation distortion measuring method and system

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WO2008029522A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-13 Yokohama National University Passive intermodulation distortion measuring method and system
JPWO2008029522A1 (ja) * 2006-09-06 2010-01-21 国立大学法人横浜国立大学 受動相互変調ひずみの測定方法および測定システム
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