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R 1660-2 : 2004
8.2 シンセサイザ形掃引式信号発生器
周波数分解能が,1 kHz以下の機能をもつものとする。
8.3 ベクトル形ネットワークアナライザ
周波数分解能が,1 kHz以下の機能をもつものとする。
8.4 開放形共振器
開放形共振器は,2枚の球面反射鏡を対向させて共振器とした装置とする。
図3及び図4に構成の例を示す。図3では,ミリ波を導入する側と取出し側が横方向に対面している。
図4では,ミリ波送信部と受信部とが縦方向に対面している。図4の場合は,送受信部が,同一球面反射
鏡にあるので信号のカップリング防止に注意する必要がある。
図 3 開放形共振器の構成例I
球面鏡
モータ制御装置
図 4 開放形共振器の構成例II
――――― [JIS R 1660-2 pdf 6] ―――――
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R 1660-2 : 2004
表2に,開放形共振器の寸法M,R0,D及び球面反射鏡の材質の一例を示す。
表 2 開放形共振器の寸法及び材質の例
単位 mm
球面反射鏡の直径M 80205
球面反射鏡の曲率半径R0 Mと同じ
両球面間距離D 通常 : 1.2 R0
tanδの小さい試料の測定(10-3以下)
1.2 R01.3 R0
tanδの大きい試料の測定(10-310-2)
1.1R01.2R0
球面反射鏡の表面材質 銅若しくは金のめっき,又は薄膜
a) 信号の入出力方法 附属書2参照。
b) アパチャー(光学絞り) 高次TEMlmqモード(l, m≠0)を抑制して,基本TEM00qモードを取り出すた
めのもので,附属していることが望ましい。図5に,アパチャーの例を示す。アパチャーは,試料と
片方の球面反射鏡との間に入れる。また,アパチャーは,孔の直径を変えられるものがよい。材質は,
塩化ビニル(PVC)など電波吸収の大きいものがよい。
鏡面開口径M
鏡面開口径M
1Woa 5Woa
絞り径
図 5 アパチャーの例
9. 測定準備
測定準備は,次による。
a) 測定周波数,試料の推定比誘電率,誘電正接から表2を参考として開放形共振器の両球面間距離Dm
を設定する。
b) ビームウエスト直径(1)の概算値を,式 (1) によって計算する。
1
.821 Dm 4
(pdf 一覧ページ番号 )
W0a Dm R0
f 2
ここに, W0a : ビームウエスト直径の概算値 (mm)
f : 測定周波数 (GHz)
R0 : 球面反射鏡の曲率半径 (mm)
Dm : 両球面間距離の測定値 (mm)
――――― [JIS R 1660-2 pdf 7] ―――――
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注(1) 開放形共振器の中の電磁界強度分布は,ガウシアン分布であり,両球面中央でビームは細く絞
られる。電界強度が中心の値の1/eに減衰する直径を,ビームウエスト直径という。
c) 試料の大きさ及び厚さ
1) 試料の大きさ 試料の大きさは5 W0a以上とする。
備考 開放形共振器を用いた ‰湮
定では,任意の厚さの試料について ‰
参考 試料が薄すぎる場合は,試料を挿入したときの共振周波数の変化が小さいため測定誤差が大き
くなる。また,厚すぎる試料の場合は,試料の損失によって共振ピークが微弱になるので,こ
の場合も測定に適さない。
2) 適切な試料の厚さ 適切な試料の厚さtは,次の式によって計算する。
149.90
t m (2)
f s
ここに, t : 適切な試料の厚さ
f : 測定周波数 (GHz)
攀 : 推定比誘電率
m : 15の整数(Sモードでは奇数,Aモードでは偶数,図6参
照)
試料の厚さの許容差は±5 柿 厚さの平行度は,ビームウエストの外側10 mmの相対する位置での
厚さの差が10 内とする。
中心線 誘電体平行平板試料 中心線定在波
λ
λ/2 λ/2
λ
a) モード b) モード
備考1. tanδの測定の場合,この図のように試料の表面に定在波の節があるとき,最も正確な測定を
行うことができる。このことは,対称モード (Symmetric mode : Sモード又は,奇数モード),
反対称モード(Anti-symmetric mode : Aモード又は,偶数モード)にかかわらず同じである。
2. 試料が薄い場合は,Sモードで測定するとよい。また,高い周波数で測定する場合は,Aモ
ードにすると試料を厚くできるので試料を作りやすい。
図 6 開放形共振器中の電磁界強度分布
10. 開放形共振器の調整
――――― [JIS R 1660-2 pdf 8] ―――――
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10.1 両球面間距離(共振器長)Dの決定
両球面間距離(共振器長)Dは,初めにノギスなどで,Dmの
概略値を測定する。
10.2 TEM00q基本モードの共振周波数の測定手順
共振周波数の測定手順は,次による。
a) 測定したい周波数を中心として5 GHz程度掃引して,周波数スペクトラムを観測し,複数の基本モー
ドを検出する。
参考 図7は,周波数スペクトラムの観測例である。縦軸は透過減衰量,横軸は周波数である。図7
の例では,8本の基本モード共振ピークが観測されている。このスペクトラム中には,TEM00q (q :
正の整数) 基本モードとTEMlmq (l, m≠0) 高次モードとが混在している。
備考1. 基本モードは,透過減衰量の比較的小さい,高いピークである。ピーク点の見落としのない
ように,データポイント数を最大限に取ることが望ましい。
2. 共振ピークが数多く発生した場合は,アパチャ−を用いて不要高次共振を除去することがで
きる。
3. 縦軸は透過減衰量で,目盛は通常,図7の値を採用する。
b) 基本モードの判別及び共振周波数の測定のために,掃引周波数幅を0.5 GHz程度に拡大し,アパチ
ャーを用いないで測定する(図8)。不要な高次共振ピークがある場合は,アパチャーを用いると,抑
制できる(図9)。通常,高い共振ピークのものが基本モードであり,図8の場合,左の高いピークを
基本モードのピークとして判別する。
c) 掃引周波数幅を0.02 GHz程度にして,アパチャーを外して共振周波数を測定する。
なお,データポイント間の周波数間隔は,10 KHz程度にする。
d) ) c)の作業を繰り返して,複数の隣り合う基本モードの共振周波数を測定する。5点以上を推奨する。
10.3 両球面間距離(共振器長)D及びモード次数qの計算
両球面間距離(共振器長)D及びモード次
数qの計算は,次による。
a) 各々の基本モードの測定共振周波数f0とJIS B 7507に規定するノギスとで求めた共振器長Dm (mm) か
ら,式 (3)を用いてTEM00qモードのモード次数qを求める。
c 1 1 Dm (3)
f0 q 1 cos 1 10 9 (GHz)(q: 正の整数)
2Dm R0
ここに, f0 : 基本モードの共振周波数 (GHz)
c : 光速度 2.997 92×1011 (mm/s)
Dm : ノギスで求めた共振器長 (mm)
R0 : 球面鏡曲率半径 (mm)
b) 測定された複数のf0をqに対してプロットすると直線上に並ぶので,その傾きc/2Dを最小自乗法によ
って決定し,Dを高精度に求める。
――――― [JIS R 1660-2 pdf 9] ―――――
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30db
透過
減衰
量
60db
94.00 周波数 (GHz) 99.00
図 7 開放形共振器の実際の周波数スペクトラムの例
30db
透
過減
衰量
60db
96.270 周波数 (GHz) 96.650
図 8 共振点の測定(不要高次共振を取り除く前)
30db
透過
減衰
量
60db
96.270 周波数 (GHz) 96.650
図 9 共振点の測定(不要高次共振を取り除いた後)
――――― [JIS R 1660-2 pdf 10] ―――――
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JIS R 1660-2:2004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 1660-2:2004の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB7502:2016
- マイクロメータ
- JISB7507:2016
- ノギス
- JISR1600:2011
- ファインセラミックス関連用語
- JISR1660-1:2004
- ファインセラミックスのミリ波帯における誘電特性測定方法―第1部:遮断円筒導波管方法