JP2014239372A - 温度試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷熱空気を流入させて被測定物の温度制御を行う温度試験装置において、被測定物を覆う恒温槽に使用される電波透過窓について、周辺温度との温度差により発生する窓部の結露を防止するための断熱性を確保しつつ、電波透過性に優れた窓材料が求められていた。
【解決手段】 断熱材として使用されるポリイミド発泡体と、耐圧及び耐熱性に優れてポリイミド発泡体の両面を挟み込む２枚のポリイミドフィルムにより、温度試験装置の恒温槽に使用する電波透過窓を構成することで、電波透過性を確保しつつ、耐熱及び耐圧性、断熱性に優れた電波透過窓を得ることができ、より広い温度範囲での温度試験を可能とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電波透過窓を有した恒温槽に被測定用アンテナを収納し、当該被測定用アンテのアンテナ利得または放射パターン等の電気特性の温度試験を行う温度試験装置に関する。

被測定物としての小型アンテナを恒温槽に収納し、外部機器から恒温槽内に冷熱空気を流入することにより、被測定物の温度制御を行いながら電気特性を計測する温度試験装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような温度試験装置において、被測定物を覆う恒温槽に電波透過窓が使用されており、電波透過窓によって冷熱空気の漏れを防ぎながら、恒温槽外部のホーンアンテナと恒温槽内部の被測定物との間で電波の送信または受信を行う。この電波透過窓は電波透過性に優れたものとするとするのみならず、試験の実施温度（例えば流入空気の温度）に対応した耐熱性、断熱性、及び耐圧性を有したものとする必要がある。

実開平１−１５４４７６号のマイクロフィルム

小型アンテナを被測定物とし、外部機器からの冷熱空気流入により被測定物の温度制御を行う電気特性の温度試験装置において、被測定物を覆う恒温槽に使用される電波透過窓については、外部機器により流入される冷熱空気の空気圧及び温度への耐性と、低温試験において恒温チャンバ周辺温度（外気温度）と内部温度の温度差により発生する窓部の結露を防止する必要がある。このため、断熱性を確保しつつ、さらに電気特性試験結果に影響を与えないよう電波透過性に優れたものを選定することが要求される。しかしながら、前述の要求すべてを満足出来る電波透過窓の窓材がなく、温度試験装置の試験可能温度範囲（変温能力）の制約となっていた。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、耐圧及び耐熱性、断熱性に優れ、かつ電波透過性にも優れた電波透過窓を得ることを目的とする。

この発明による温度試験装置は、電波透過窓の装着された筐体と、上記筐体に収納され、電波を送信または受信するアンテナを有し、当該アンテナが上記電波透過窓を通じて外部アンテナに対向して配置された被測定物と、上記筐体に冷熱空気を流入する配管と、を備え、上記電波透過窓は、第１、第２のポリイミドフィルムと、当該ポリイミドフィルムに挟まれたポリイミド発泡体から構成されたものである。

この発明によれば、断熱材として使用されるポリイミド発泡体と、耐圧及び耐熱性に優れてポリイミド発泡体の両面を挟み込む２枚のポリイミドフィルムにより、温度試験装置の恒温槽に使用する電波透過窓を構成することで、電波透過性を確保しつつ、耐熱及び耐圧性、断熱性に優れた電波透過窓を得ることができ、より広い温度範囲での温度試験を可能とする。

実施の形態１に係る、アンテナ特性の温度試験を行う温度試験装置の構成を示す図である。 実施の形態１に係る、恒温槽の断面を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による、アンテナ特性の温度試験を行う温度試験装置の構成を示す図である。図１において、実施の形態１による温度試験装置は、電波暗箱１と、ホーンアンテナ８と、計測器９と、回転台７と、恒温槽３と、冷熱空気発生装置１１を備えている。電波暗箱１は、内部にホーンアンテナ８、恒温槽３、及び回転台７が収容されている。

ホーンアンテナ８は、計測器９に接続されている。回転台７は、電波暗箱１の内部に収容される。恒温槽３は、支持具６に支持されて回転台７の上部に取り付けられ、一辺の長さが５００ｍｍ以下の直方体形状となっている。冷熱空気発生装置１１は配管１０が接続され、配管１０は恒温槽３に接続されている。恒温槽３は、前面に電波透過窓２が取り付けられている。恒温槽３は、背面の内側に取り付け具５が設置されている。恒温槽３は、取り付け具５に被測定物４が取り付けられている。被測定物４は、恒温槽３の内部に収納されるアンテナ装置であって、電波を送信または受信する小型のアンテナを有している。電波透過窓２はホーンアンテナ８に向き合って配置され、これによってホーンアンテナ８が被測定物４に向き合って配置される。

電波暗箱１内において、回転台７の上に設置された恒温槽３に、冷熱空気発生装置１１から配管１０を介して冷熱空気を流入させる。計測器９は、冷熱空気発生装置１１から発生する冷熱空気の温度を変化させることで、恒温槽３内部の取り付け具５に取り付けられた被測定物４の温度を制御しながら、アンテナ利得、放射パターン等に代表されるアンテナ電気特性の温度試験を実施する。

図２は、図１の恒温槽３を上方から見た場合の断面を示す図である。恒温槽３の外壁を構成する筐体１２の内部に、被測定物４と、被測定物４を取り付けるための取り付け具５が設置されている。取り付け具５は、例えば温度を計測するための温度センサが設けられる。恒温槽３の前面は、ホーンアンテナ８の電波放射面側に、電波透過窓２を配している。恒温槽３の背面は、筐体１２の内外を貫通する配管１０が取り付けられている。配管１０は、温度の調整された冷熱空気を流入する入口配管と、冷熱空気を排出する出口配管から構成される。被測定物４は、電波透過窓２と対向する位置にて、取り付け具５の上面に取り付けられている。筐体１２は、電波透過窓２の設けられたカバー１２ａと、被測定物４を収納する収納部１２ｂから構成される。電波透過窓２は、筐体１２のカバー１２ａに装着される。カバー１２ａは、接着剤１５により収納部１２ｂにはんだ付けもしくは接着され、気密が保持される。

電波透過窓２は、材料に電波透過性に優れたポリイミド材を使用している。具体的には、電波透過窓２は、一般的に広く知られている耐圧及び耐熱性に優れた薄膜（例えば厚さ０．００１〜０．１ｍｍ）の第１、第２のポリイミドフィルム材１３ａ，１３ｂと、断熱効果が高く断熱材として使用されるポリイミド発泡体１４から構成される。２枚の第１、第２のポリイミドフィルム材１３ａ，１３ｂは、ポリイミド発泡体１４の外側両面を挟み込む構造となっている。

電波透過窓２は、その大きさ、アンテナとの距離については、被測定物４となるアンテナの垂直及び水平方向のビーム角度及び波長等の特性により異なる。また、断熱材１４の厚みは外気に触れる窓外側部が０℃以下とならないように設計する必要がある。加えて、電波の透過損失を抑制するように、ホーンアンテナ８と被測定物４の間を伝搬する波長に応じて厚みを調整する（例えば断熱材１４の厚みが整合厚となるように設定し、例えば電波透過窓２を透過する波長の４分の１の長さとする）。

上記実施の形態１によれば、より広い温度範囲での温度試験が可能となる。具体的な可能温度範囲は、窓材として使用するポリイミド材の物性による。

以上説明した通り、実施の形態１による温度試験装置は、電波透過窓２の装着された筐体１２と、上記筐体１２に収納され、電波を送信または受信するアンテナを有し、当該アンテナが上記電波透過窓２を通じて外部アンテナに対向して配置された被測定物４と、上記筐体１２に冷熱空気を流入する配管１０と、を備えた温度試験装置であって、上記電波透過窓２は、第１、第２のポリイミドフィルム１３ａ，１３ｂと、当該ポリイミドフィルム１３ａ，１３ｂに挟まれたポリイミド発泡体１４から構成されたことを特徴とする。

これによって、断熱材として使用されるポリイミド発泡体１４と、耐圧及び耐熱性に優れてポリイミド発泡体１４の両面を挟み込む２枚のポリイミドフィルム１３ａ，１３ｂにより、温度試験装置の恒温槽３に使用する電波透過窓２を構成することで、電波透過性を確保しつつ、耐熱及び耐圧性、断熱性に優れた電波透過窓２を得ることができる。これにより、より広い温度範囲での温度試験の拡張を可能とする。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、ポリイミドフィルム材１３ａ，１３ｂにより、断熱材であるポリイミド発泡体１４を挟み込む構造としている。実施の形態２による温度試験装置は、電波透過窓２を構成する断熱材１４の代わりに、水分を含まない乾燥空気もしくは窒素の層を用いたことを特徴とする。これによって、実施の形態１と同様の効果が得られる。ただし、実施の形態１の場合と同様に、構成する空気層の厚み及び温度については、電波透過窓２に結露が生じないようにするため、外気に触れる窓外側部が０℃以下とならないように設計する必要がある。

実施の形態２による温度試験装置は、電波透過窓２の装着された筐体１２と、上記筐体１２に収納され、電波を送信または受信するアンテナを有し、当該アンテナが上記電波透過窓２に対向して配置された被測定物４と、上記筐体１２に冷熱空気を流入する配管１０とを備え、上記電波透過窓２は、第１、第２のポリイミドフィルム１３ａ，１３ｂと、当該ポリイミドフィルム１３ａ，１３ｂに間隙を有して挟まれる乾燥空気層もしくは窒素層から構成される。

１ 電波暗箱、２ 電波透過窓、３ 恒温槽、４ 被測定物、５ 取り付け具、６ 支持具、７ 回転台、８ ホーンアンテナ、９ 計測器、１０ 配管、１１ 冷熱空気発生装置、１２ 筐体、１３ａ，１３ｂ ポリイミドフィルム材、１４ ポリイミド発泡体。

Claims (2)

1. 電波透過窓の装着された筐体と、
   上記筐体に収納され、電波を送信または受信するアンテナを有し、当該アンテナが上記電波透過窓を通じて外部アンテナに対向して配置された被測定物と、
   上記筐体に冷熱空気を流入する配管と、を備え、
   上記電波透過窓は、第１、第２のポリイミドフィルムと、当該ポリイミドフィルムに挟まれたポリイミド発泡体から構成された温度試験装置。
2. 電波透過窓の装着された筐体と、
   上記筐体に収納され、電波を送信または受信するアンテナを有し、当該アンテナが上記電波透過窓を通じて外部アンテナに対向して配置された被測定物と、
   上記筐体に冷熱空気を流入する配管と、を備え、
   上記電波透過窓は、第１、第２のポリイミドフィルムと、当該ポリイミドフィルムに間隙を有して挟まれる乾燥空気層もしくは窒素層から構成された温度試験装置。

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