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R 1660-1 : 2004
シンセサイザ形 スカラー形
掃引信号発生器 ネットワークアナライザ
基準信号用
アイソレータ
検波器
方向性 試験信号用
×N 信号逓能器 アイソレータ 試験用ジグ アイソレータ
結合器 検波器
基準レベル測定用伝送路
a) スカラー形ネットワークアナライザを使用した構成例
ベクトル形
ネットワークアナライザ
Sパラメータ Sパラメータ
ミリ波モジュール 試験用ジグ ミリ波モジュール
基準レベル測定用伝送路
b) ベクトル形ネットワークアナライザを使用した構成例
図 1 試験装置の構成例
7.2 ジグ
7.2.1 びtan 用ジグ びtan ‰ 用ジグは,図2に示すように中央で二つに分割でき
る構造をもつ導体円筒空洞(直径D,長さH),2本の同軸励振線及び1本の基準レベル測定ケーブルで構
成する。試料基板は遮断円筒導波管の中央に挟んでクリップなどで固定する[図2 a)]。表皮効果による実
効導電率の低下を最小限にとどめるため,導体円筒空洞の内面の表面粗さをJIS B 0601 に規定する0.1
刀慎 下にする。
――――― [JIS R 1660-1 pdf 6] ―――――
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D
D
誘電体平板
誘電体平板 d
d
先端ループ
先端ループ
t
同軸励振線
t
同軸励振線
tt
H +
+
導体円筒
導体円筒
電波吸収材 短絡板
電波吸収材 短絡板
a) 試験試料の びtan ‰湮 定 b) 試験用ジグ寸法測定時
同軸励振線
同軸励振線
スポット溶接
スポット溶接
又は
または
はんだ付け
はんだ付け
磁界結合
磁界結合
ループ
ループ
c) 同軸励振線の先端部拡大
コネクタ
コネクタ
d) 基準レベル測定用セミリジッド同軸線
図2 びtan ‰ 用ジグ
同軸励振線は,特性インピーダンスが50 Ωのセミリジッド同軸ケーブルとし,外径が1.2 mm又は0.9
mmのいずれかのものを遮断円筒導波管の大きさに応じて使い分ける。同軸励振線の先端には直径0.4 mm
程度の微少ループアンテナを形成し,ループ面を水平に固定する。2本の同軸励振線は互いに左右に移動
して結合度を調整することができる構造とする。同軸励振線と遮断円筒導波管とを同電位にするため,ケ
ーブルの外導体が遮断円筒導波管に軽く接触する構造にする。基準レベル測定ケーブルは全透過レベルを
測定するためのもので,その長さは上記の同軸励振線2本分の長さとする。
導体円筒両端部に作製するリング状の溝は,導体円筒の実効導電率 爰 絡板を取り付けた空洞共振器
のQuから測定する際に必要である。これによって,測定に使われるTE01pモードの共振周波数に影響を与
――――― [JIS R 1660-1 pdf 7] ―――――
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えずに,TE01pモードに縮退するTM11pモードの共振周波数だけを数10 MHz程度低周波数側にシフトさせ,
それぞれの共振ピークを分離できる。
7.2.2 TC 攀 びtan ‰湮 依存性の試験用ジグ TC びtan ‰湮 依存性の試験用ジグは,試験用ジ
グと同軸励振線とが温度変化によって相対的な位置ずれを起こさないよう固定方法を工夫する。その固定
方法の一例を図3に示す。
電波吸収材
導体円筒
誘電体平板
先端ループ同軸励振線
励振線調整リング
ジグ
熱電対
図 3 TC びtan ‰湮 依存性の試験用ジグの固定方法の一例
7.2.3 ノギス ノギスは,JIS B 7507に規定する最小目盛0.05 mm又はこれと同等以上の精度をもつもの
を用いる。
8. 試験用ジグ(空洞共振器)の寸法D,Hの設計
図4に空洞共振器[図2 b)参照]のモードチャートを示す。
図4中の波線は,推奨する寸法比D/H=0.226,0.268及び0.294である。
TE011モードの共振周波数f0 (Hz)と空洞共振器の直径D (m),長さH (m)との間には,次の関係式が成立
する。
2 2 2
2 c 2 j01 D (9)
( f0D)
2 H
ここに, c : 真空中の光速 (=2.997 9×108 m/s)
j 01 : 0次の第1種ベッセル関数の微分が0となる第1番目の根
(=3.831 7)
式(9) から,空洞共振器の共振周波数f0 (Hz)を与えて,D (m)を設計する。具体例を表1に示す。空洞共
振器の材質は,導電率の大きい金属が望ましい。通常,純銅で作製する。
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0
9
8
1
5
1
1
1
1
0
0
1
0
M
M
M
M
T
TE1110 T
T
T
TE1111
TE1111
TE217
TE119
TE118
TE015
TE512
1.90 TE014 TE114
1.85 TE216
TE311 TE017
1.80
1.75
TE013 TE113
)
2
1.70
(f
0D/c
1.65
1.60 TE112
TE012
TE215 TE111
1.55
TE111
TE011
1.50
TE110
1.45 TE116
.05 .06 .07 .08 .09 .1
(D/H)2
図 4 空洞共振器のモードチャート
表 1 空洞共振器の寸法(例)及び材質
50 GHz
寸法比 材質
空洞共振器
(D/H)2 D/H D (mm) H (mm) 銅(銀)又は厚さ10 上の銅(銀)
0.0510 0.226 7.0 31.0 めっきを施した導体
0.0718 0.268 7.0 26.1
0.0864 0.294 7.0 23.8
9. 試験用ジグの寸法D,H及び比導電率σrの測定
試験試料の測定に先立って,試験用ジグの寸法及び
高周波における実効的な比導電率を測定する。
a) 測定条件
1) 試験用ジグの空洞表面(内面)にきずが付いた場合や酸化膜が発生した場合は,測定に先立って空
洞表面を研磨する。
2) 試験用ジグ内部の環境を測定環境に等しくするため,空洞共振器を組み立てない状態で,測定環境
下に十分な時間放置する。
b) 測定手順 試験用ジグの直径D及び長さHは,TE01pとTE01qモード( p, q : 整数,p≠q)との共振周
――――― [JIS R 1660-1 pdf 9] ―――――
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波数から測定する。比導電率はTE01pモードの無負荷Qから測定する。手順は,次による。
1) IS B 7507に規定するノギス又はそれと同等以上の精度をもつ測定器を使い,試験用ジグの直径D
及び長さHの予備測定を行う。
2) 基準レベル測定ケーブルを試験装置に接続し,測定する周波数範囲の透過減衰量を測定し,基準レ
ベルとする。
3) 2個の半円筒ジグの両端に導体板を取り付ける。
4) 試験用ジグの接合部が不連続にならないように向かい合わせ,クリップなどで固定し,空洞共振器
を構成する。
5) 空洞共振器の結合孔に,測定ケーブル先端の結合ループを挿入する。このとき,結合ループの開口
面が,空洞共振器の円筒軸に垂直になるように固定する。また,左右の結合ループの挿入深さを同
じにする。
6) ネットワークアナライザの画面上で,TE01pモードの共振ピークを見つける(図5参照。四角で囲ん
だモードは測定に使用可能なモードである。)。このとき,あらかじめノギスなどで測定したD,H
の予備測定値を次の式に代入した値を,TE01pモードの共振周波数の予想値 (Hz) にすることができ
る。この際,H/2の位置で励振すると,pが偶数時のモードは共振器中央で電界が0となるため,励
振されにくい。そこで,励振位置をH/2からわずかにずらすことで,すべてのTE01pモードが励振
できる。
2 2
j01 p (10)
fp c
D 2H
ここに, D : 空洞共振器の直径の予備測定値 (m)
H : 空洞共振器の長さの予備測定値 (m)
7) 周波数掃引幅を狭くして,TE01pモードの共振波形を画面上に拡大表示(図6参照)した後,空洞共
振器への結合ループの挿入深さを調整して,挿入損失を約30 dBにする。また,左右の結合ループ
の挿入深さを同じにする。このときの共振周波数fp,電力半値幅 び挿入損失IApを測定する。
8) 次に,ネットワークアナライザの掃引周波数を変更し,TE01qモードの共振ピークを見つける。この
とき,あらかじめノギスなどで測定したD,Hの予備測定値を次の式に代入した値を,TE01qモード
の共振周波数の予想値 (Hz) にすることができる。
2 2
j01 q (11)
fq c
D 2H
9) 7) と同様に,周波数掃引幅を狭くして,TE01qモードの共振波形を画面上に拡大表示した後,空洞
共振器への結合ループの挿入深さを調整して,挿入損失を約30 dBにする。また,左右の結合ルー
プの挿入深さを同じにする。このときの共振周波数fqを測定する。
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JIS R 1660-1:2004の国際規格 ICS 分類一覧
- 81 : ガラス及びセラミック工業 > 81.060 : セラミックス > 81.060.30 : ニューセラミックス
JIS R 1660-1:2004の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB0601:2013
- 製品の幾何特性仕様(GPS)―表面性状:輪郭曲線方式―用語,定義及び表面性状パラメータ
- JISB7507:2016
- ノギス
- JISR1600:2011
- ファインセラミックス関連用語