JP2021181963A - 分割型直方体共振器およびそれを用いた誘電率の測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
試料を挿入しない状態でTE011モードの共振の共振特性とTE101モードの共振の共振特性をそれぞれ測定し、試料を挿入した状態で同じく2つの共振の共振特性を測定し、所定の計算もしくはシミュレーションにてX方向とY方向の誘電率を独立に正確に測定することができる。
図1は、分割型直方体共振器の模式図(斜視図)であり、図2は、図1の2−2線を含むXZ面に平行な面による分割型直方体共振器の断面を示す模式図であり、図3は、分割型直方体共振器の第1の筐体を+Z方向から見た正面図である。後の説明のために、図1に示すようにXYZ直交座標系を定義する。分割型直方体共振器10は、図1〜3に示すように、半空洞12を有する筐体11と、半空洞22を有する筐体21と、2つのループアンテナ13,23を有する。分割型直方体共振器10では、2つの筐体11,21にそれぞれ有する直方体形状の2つの半空洞12,22が共振器として機能するため、図1では、筐体11,21に形成されている半空洞12,22が示され、筐体11,21の外形は省略されている。
異方性を有する誘電体の誘電率を正確に測定するには、TE011モードの共振周波数とTE101モードの共振周波数との差を十分大きくし、試料を挿入しないときのそれぞれの共振特性が正確に求められ、かつ、異方性のある試料の挿入により2つの共振が重ならないようにする必要がある。実施の形態1において、直方体空洞の形状をa=7.1mm、b=7.3mm、c=8.0mmとし(形状1)、試料を挿入しない状態で両者の共振周波数の差は428MHzであったが、試料であるLCPフィルムの挿入によって図7に示すように、両者の共振周波数の差が168MHz(配向方向がY方向の場合)まで小さくなった。試料の挿入によって共振周波数が移動し、移動後のTE011モードの共振とTE101モードの共振が重なってしまうと、共振特性の測定ができなくなる。また、TE011モードとTE101モードとの共振が入れ替わることもありうるが、そのときは、どの共振がどちらなのかわからなくなる。実施の形態1の分割型直方体共振器10で、試料の異方性がもっと強かったり、試料が厚かったりする場合にも同様のことは起こりうる。
11,21 筐体
12,22,52,62 半空洞
13,23 ループアンテナ
14,24 同軸ケーブル
30 試料
50 スプリットシリンダ共振器
60 空洞共振器
61 試料挿入孔
E 電界
Claims (6)
- 長方形状の底面および前記長方形状の底面に対向する開口を有する直方体形状の第1の半空洞を有する第1の筐体と、
前記第1の半空洞と実質的に同一である第2の半空洞を有し、前記第1の半空洞の開口と前記第2の半空洞の開口とが対向するように、前記第1の筐体に対して配置される第2の筐体と、
前記第1の半空洞の底面から前記第1の半空洞に露出する第1のループアンテナと、
前記第2の半空洞の底面から前記第2の半空洞に露出する第2のループアンテナと、を備え、
前記長方形状の底面の縦の長さに対する横の長さの比が1.005から1.26である分割型直方体共振器。 - 前記第1の半空洞の前記底面から前記開口までの長さと前記第2の半空洞の前記底面から前記開口までの長さとの和は、前記底面の前記横の長さに対して1.08以上である、
請求項1に記載の分割型直方体共振器。 - 長方形状の底面および前記長方形状の底面に対向する開口を有する直方体形状の第1の半空洞を有する第1の筐体と、
前記第1の半空洞と実質的に同一である第2の半空洞を有し、前記第1の半空洞の開口と前記第2の半空洞の開口とが対向するように、前記第1の筐体に対して配置される第2の筐体と、
前記第1の半空洞の底面から前記第1の半空洞に露出する第1のループアンテナと、
前記第2の半空洞の底面から前記第2の半空洞に露出する第2のループアンテナと、を備え、
前記第1のループアンテナおよび前記第2のループアンテナのループ面と前記底面の縦方向とのなす角は約45度である、
分割型直方体共振器。 - 前記第1のループアンテナと前記第2のループアンテナとは、点対称に配置される、
請求項3に記載の分割型直方体共振器。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の分割型直方体共振器を用いて、試料の2方向の誘電率を同時に測定する誘電率の測定方法であって、
前記分割型直方体共振器に前記試料を挿入しない状態の第1の共振周波数特性を取得するステップと、
前記分割型直方体共振器に前記試料を挿入した状態の第2の共振周波数特性を取得するステップと、
前記第1及び第2の共振周波数特性から、前記試料の2方向の誘電率を算出するステップと、を備える、
誘電率の測定方法。 - 前記第1の共振周波数特性および前記第2の共振周波数特性の各々は、TE011モードとTE101モードの共振特性を含む、
請求項5に記載の誘電率の測定方法。
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