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R 1660-3 : 2004
波帯Sパラメータ・モジュール内部で検波された基準信号との振幅比として,縦軸に透過減衰量,横軸に
周波数の形で画面上に表示される。
7.2 ジグ
びtan ‰ 用ジグを,図4に示す。ジグの中央に円柱形状の試験試料を装着すること
によって,両端短絡形の誘電体円柱共振器が構成される。短絡導体板は,入出力用NRDガイドの導体と
高さが一致するように構成する。NRDガイドの上下導体は,間隔が誘電体ストリップの高さと同じになる
ようにスペーサなどで支持,固定する。スペーサによる支持を緩めたとき,入出力誘電体ストリップを左
右に移動させて間隔を調整できるような構造とする。NRDガイドは,変換器(図5及び表1)を通して導
波管に接続する。
短絡導体板
変換器
NRDガイド導体
フランジ
スペーサ
a) イメージ図
単位 mm
24 80 24
WS
22
導波管変換器
NRDガイド導体
NRDガイド誘電体ストリップ
Hc Hs
試験試料 短絡導体
b) 試験試料を装着したジグ
基準レベル測定用誘電体ストリップ
c) 基準レベル測定用誘電体ストリップを装着したジグ
図4 びtan ‰ 用ジグ
――――― [JIS R 1660-3 pdf 6] ―――――
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R 1660-3 : 2004
表 1 導波管/NRDガイド変換器の寸法
単位 mm
測定周波数
導波管 Hwg Wwg Hs
(GHz)
5565 Vバンド 3.80 1.90 2.25
7580 Wバンド 2.54 1.27 1.80
単位 mm
導波管フランジ
導波管 Wwg 測定ジグ本体
12.0
Wwg
12.0 12.0 12.0
Hs
Hwg
図 5 導波管/NRDガイド変換器
短絡用導体,NRDガイドの寸法,材質を表2及び表3に示す。短絡用導体及びNRDガイドの導体は,
高い導電率を要するため銅又は銀とする。特に短絡用導体は,表面のきずによる導電率低下を防ぐため,
表面粗さをJIS B 0601に規定する0.1 刀慎 下に保つことが望ましい。このため短絡用導体は,定期的
に研磨する必要がある。NRDガイドの誘電体ストリップの材質としては低誘電率,低損失の誘電体材料,
例えば,ふっ素系樹脂 (PTFE),架橋ポリエチレンとする。
表 2 短絡用導体の寸法及び材質
項目 規定
直径 試験試料の直径の510倍
材質 無酸素銅,銀(NRDガイド導体も同様)
表 3 NRDガイド誘電体ストリップの寸法及び材質
単位 mm
周波数
材質 高さHs 幅Ws
(GHz)
ふっ素系樹脂(PTFE) 5565 2.25 2.50
( =2.0) 7580 1.80 1.90
架橋ポリエチレン 5565 2.25 2.00
( =2.5) 7580 1.80 1.60
――――― [JIS R 1660-3 pdf 7] ―――――
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R 1660-3 : 2004
8. 標準試料による短絡導体板の比導電率の測定
試験試料の比誘電率及び誘電正接の測定に先立って,
短絡導体板の比導電率 (σr) を測定する。
a) 標準試料 標準試料は,等しい びtan ‰ 摎}] 卑虧 試料からなる。これらはTE021モ
ード共振器用円柱(以下,TE021標準円柱という。)及びTE02 ード共振器用円柱(以下,TE02 準円
柱という。)からなり,等しい共振周波数をもつように設計する。標準試料としては試料間の特性差が
少なく,低損失な材料が望ましい。端面をc軸と垂直にカットしたサファイア単結晶は,標準試料と
して好適である。表4にサファイア単結晶を用いた標準試料の寸法,及び短絡導体の比導電率の計算
に必要な電界エネルギー集中率Pe,形状因子G[8.d) 3) 及び8.d) 4) 参照]を示す。
表 4 サファイアを用いた標準試料の直径D,高さH,及び電界エネルギー集中率Pe,形状因子G
TE021 TE02
周波数 D H Pe1 G1 D H Pe G
GHz mm mm 圀 mm mm 圀
60 3.14 2.25 0.915 1 182 4.49 0.80 0.906 409
77 2.42 1.80 0.901 1 208 3.60 0.60 0.894 382
備考1. 加工精度 平たん度 : 0.005 mm以下
端面の表面粗さ : 10 mmRa以下(JIS B 0601に規定)
側面の表面粗さ : 0.001 mmRa以下(JIS B 0601に規定)
直角度 : 0.1度以下
軸精度 : 0.3度以下
2. サファイアのC軸に垂直な比導電率 ‰ 9.4であると仮定して設計した。
3. 短絡導体間隔Hc及びNRDガイド誘電体ストリップの高さHsの設計値は,TE021標準
円柱の高さHの設計値と同じとする[図4 b) 参照]。
4. 標準円柱のできあがり寸法が設計値に比べて±0.01 mmの精度で一致しているとき,
表中のPe,Gの値が有効である。
b) 比導電率の測定条件
1) 短絡導体の表面にきずが付いたり,さびがある場合は,測定に先立って短絡導体を研磨剤などで鏡
面研磨することが望ましい。
2) 測定中,二種類の標準試料は同一温度に保つ。
c) 比導電率の測定手順
1) 図4 c)に示すように基準レベル測定用の誘電体ストリップをジグに装着し,図3の試験装置に接続
する。標準円柱の測定周波数を中心に12 GHzの周波数範囲で透過減衰量を測定し,基準レベル
(全透過レベル)とする。
2) E021標準円柱及びTE02 準円柱の直径Dと高さHとを,JIS B 7502に規定するマイクロメータを
用いて,1 定する。
3) 図4 b)に示すように,TE021標準円柱を短絡導体の中央に置く。試料と左右の誘電体ストリップとの
距離が,互いに等しくなるように注意する。
4) 上部短絡導体板を装着する。上下の短絡導体板の間隔とTE021標準円柱との高さは同じ値に設計さ
れているが,TE021標準円柱の実際の高さがわずかに大きい場合は,上部短絡導体の表面にきずを付
けないように,注意して装着する。
5) ネットワークアナライザの画面上で,TE021モードの共振ピークを見つける(図6参照)。
――――― [JIS R 1660-3 pdf 8] ―――――
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R 1660-3 : 2004
B))
-10
−10
-15 d
(dB
−15 B)(
-20
−20 TE021TE021 Sapphire
サファイア共振器
B)) 透過減衰量 透過減衰量
L( d
-25
−25
I
-30
−30
-35
−35
-10
-40
-15
−15
TE02‰ 愀 椀
ファイア共振器
)
(dB
d
-20 TE02
(
−20
L(dB
-25
透過減衰量透過減衰量
−25
I
-30
−30
-35
−35
-40
−40
75
75 76
76 77
77 78
78 79
79 80
80
Frequency
周波数 (GHz)
(GHz)
周波数 (GHz)
図 6 標準円柱共振器の共振波形
(TE021標準円柱 : =9.418及びTE02 準円柱 : =9.424)
6) 周波数掃引幅を狭くしてTE021モードの共振ピークだけを画面上に表示し,入出力NRDガイドの間
隔を調整して,挿入損失IA1を1530 dBにする(図7参照)。このときの共振周波数f1(Hz),電力
半値幅 Hz) 及び挿入損失IA1(dB) を測定する。f1(Hz) は5けた以上, Hz)及びIA1(dB) は3
けた以上測定する。さらに,TE0m1標準円柱を装着し直すことによって数回の測定を行い,平均値
及び標準偏差を算出する。
7) E0m 準円柱について2)5)の手順を繰り返し,TE0m ードの共振周波数f Hz),電力半値幅 曰
(Hz) 及び挿入損失IA dB) を測定する。
B
26
B
26
d
0d
0
ff
3
00
QQuu
53
28 IA 20
/20
5
28 10IA
10
ff00 1(100
)
A
==1
1
o
B)
I
30
A0
30
d
透過減衰量(
I
0d
dB
f0
f0
3
透過減衰量
3
32
32
34
34
36
36
38
38
fof0(GHz)
(GHz)
f0(GHz)
図 7 挿入損失 (IA0),共振周波数 (f0) 及び電力半値幅 (
――――― [JIS R 1660-3 pdf 9] ―――――
8
R 1660-3 : 2004
d) 比導電率の計算 短絡導体の比導電率は,次の手順で計算する。
1) E021標準円柱の比誘電率及び無負荷Q TE021標準円柱の比誘電率 及び無負荷Q(Qu1)を,次の手順
で計算する。 の有効数字を4けた以上,Qu1の有効数字を3けた以上求める。
1.1) 共振波長 (
c
泰
1
(pdf 一覧ページ番号 )
f1
ここに, f1 : TE021標準円柱の共振周波数 (Hz)
c : 真空中の光速 (c=2.997 9×108m/s)
1.2) 2
Hc>Hの場合 : TE021標準円柱と上部短絡導体板の間にすき間がある場合
2 2
2 D 1
v 1 (2)
1
2Hc
Hc≦Hの場合 : TE021標準円柱と上部短絡導体板の間にすき間がない場合(図2 a)はHc=Hの場合を示す。)
2 2
2 D 1
v 1 (3)
1
2H
ここに, v2 : 比誘電率を計算するためのパラメータ
D : TE021標準円柱の直径 (m)
Hc : 短絡導体板間隔 (m)
H : TE021標準円柱の高さ (m)
1.3)
J0 u K0 v
u v (4)
J1 u K1 v
ここに, U : 比誘電率を計算するためのパラメータ
K0 (v) : 0次の第2種変形ベッセル関数
K1 (v) : 1次の第2種変形ベッセル関数
J0 (u) : 0次の第1種変形ベッセル関数
J1 (u) : 1次の第1種変形ベッセル関数
参考 任意のvに対して複数個のuの解が存在し,TE0m1モードの解をumとすると,u1<u2<···<um<···
である。このうちu2がTE021モードの解であり,u02u12の範囲に存在する。u02,u12は,J0(u)=0,
J1(u)=0を満足する2番目の解であり,u02=5.52,u12=7.02である。
1.4) 比誘電率 (
2
1 2 2
u v 1 (5)
D
1.5) 無負荷Q (Qu1)
f1
Δf1
Qu1 (6)
IA1
20
110
――――― [JIS R 1660-3 pdf 10] ―――――
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JIS R 1660-3:2004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 1660-3:2004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
- JISB7502:2016
- マイクロメータ
- 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